Калькулятор натяжения

Рассчитайте натяжение верёвки или троса для массы с вертикальным ускорением.

Рассчитать силу натяжения
Введите значения в СИ. Ускорение вверх положительное, вниз — отрицательное.

О силе натяжения

Натяжение — это тянущая сила, передаваемая через натянутую верёвку, трос, цепь или подобный соединитель. Калькулятор рассматривает распространённый случай одной массы, движущейся вертикально на лёгкой верёвке. Основное уравнение: T = m(g + a), где T — натяжение в ньютонах, m — масса в килограммах, g — ускорение тяжести в метрах на секунду в квадрате, a — вертикальное ускорение груза. Положительное ускорение направлено вверх, отрицательное — вниз. Для неподвижного груза или движения с постоянной скоростью ускорение равно нулю, а натяжение равно силе тяжести mg. При ускорении вверх верёвка должна удерживать груз и создавать дополнительное ускорение, поэтому натяжение превышает силу тяжести. При ускорении вниз без свободного падения натяжение меньше силы тяжести. При a = -g объект и верёвка свободно падают, и идеализированное уравнение даёт нулевое натяжение. Модель предполагает невесомую нерастяжимую верёвку, отсутствие трения в блоках и однородное поле тяжести. Инженеры рассчитывают натяжение при подборе подъёмных тросов, анализе лифтов, проверке талей и изучении основ динамики. Полученная сила — лишь идеальная рабочая сила. Реальное проектирование также учитывает ударные нагрузки, массу верёвки, изгибы, износ, усталость, воздействие среды, прочность креплений и подходящий коэффициент запаса. Никогда не выбирайте подъёмную оснастку только по идеальному результату калькулятора. Используйте допустимую рабочую нагрузку производителя и применимые нормы безопасности. Знаки имеют значение. Вводите ускорение вверх положительным, а вниз отрицательным, даже если объект сейчас движется в противоположную сторону. Скорость не определяет знак ускорения. Стандартное ускорение тяжести на Земле составляет примерно 9.81 m/s², но местное значение немного зависит от широты и высоты. Поле тяжести можно изменить для другой местности или небесного тела. Сохраняйте все значения в указанных единицах СИ, чтобы результат сразу выражался в ньютонах.

Примеры расчёта натяжения

В примерах используется T = m(g + a) при g = 9.81 m/s².

Исходные данныеНатяжениеСитуация
m = 10 kg, a = 0 m/s²98.1 NНеподвижный груз
m = 25 kg, a = 2 m/s²295.25 NУскорение вверх
m = 50 kg, a = -1.5 m/s²415.5 NУскорение вниз

Как рассчитать натяжение

  1. Введите массу поддерживаемого груза в килограммах.
  2. Введите вертикальное ускорение: положительное вверх и отрицательное вниз.
  3. Проверьте ускорение тяжести для нужного места.
  4. Нажмите «Рассчитать натяжение» и прочитайте силу в ньютонах.

Часто задаваемые вопросы

Натяжение равно силе тяжести?

В этой модели натяжение равно силе тяжести только при нулевом вертикальном ускорении. Ускорение вверх или вниз меняет силу, передаваемую верёвкой.

Почему ускорение бывает отрицательным?

Калькулятор считает направление вверх положительным, поэтому ускорение вниз отрицательное. Такая система знаков позволяет описывать подъём и опускание одним уравнением.

Что происходит при свободном падении?

При ускорении вниз, равном ускорению тяжести, идеальное натяжение равно нулю. Верёвке больше не нужно поддерживать или ускорять падающую массу.

Можно ли по результату выбрать трос?

Результат — идеальная динамическая сила, а не допустимая рабочая нагрузка. Применяйте инженерные коэффициенты запаса и соблюдайте рекомендации по тросам, такелажу и нормативные требования.

Влияет ли масса верёвки на натяжение?

Да, собственный вес реальной верёвки может менять натяжение по её длине. Упрощённый калькулятор считает верёвку невесомой и показывает силу у груза.