نیروی کشش چیست؟ – ویژگی ها و محاسبه آن

نیرویی که می تواند حرکت بین یک یا چند جسم و سطح تماس آن ها را سبب شود، به نام نیروی کشش نامیده می شود. وقتی بین دو سطح یکی ساکن و دیگری متحرک، نیروی اصطکاک برقرار می شود، نیروی کشش به عنوان نیروی غلبه کننده بر آن نیرو تعریف می شود. یکی از نیروهای کشش پرکاربرد، نیروی کشش نخ است که نیروی وارد شده بر یک یا چند جسم به وسیله نخ و یا هر چیز دیگری شبیه آن است. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک ما را با این نیرو و همچنین نیروی کشش نخ یا طناب آشنا می کند.

نیرو چیست؟

از انواع نیرو که به عنوان عاملی برای حرکت یا توقف یک جسم تعریف می شود، می توان دو نوع تماسی و غیرتماسی را نام برد. نوع تماسی نیرو که با تماس فیزیکی بین دو جسم حاصل می شود، دارای انواع نیروی اصطکاک، نرمال، کشش، فنر و مقاومت هواست. اما نوع غیرتماسی شامل انواع نیروی گرانشی، نیروی مغناطیسی و نیروی الکتریکی است. هر نوع نیرویی می تواند تاثیرات متفاوتی روی اجسام بگذارد. مانند ایجاد حرکت در جسم، تغییر سرعت اجسام، تغییر شکل، توقف و یا تغییر در جهت اجسام از آن جمله است. نیرو یک کمیت برداری است و با واحد نیوتن بیان می شود. چون طبق قانون دوم نیوتن شتابی توسط نیروهای وارد بر یک جسم در جهت برآیند این نیروها به وجود می آید.

نیروی کشش چیست؟

نیرویی که در جهت غلبه بر نیروی اصطکاک و حرکت دادن بین یک یا چند جسم با سطحی که در آن است، ایجاد می شود به نام نیروی کشش خواهد بود. مانند غلبه بر نیروی اصطکاکی که بین جاده و ماشین در حال حرکت است. کشش در مقابل فشار و در تعریف متضاد با آن است.

نیروی کشش طناب چیست؟

یکی از این نیروها به وسیله طناب، نخ، سیم و یا کابل می تواند بر اجسام وارد شود. این نیرو با اتصال یک جسم به یک طناب یا نخ، از سمت طناب به آن وارد می شود. این نیرو را که بحث آن در فیزیک و مکانیک کلاسیک شده است، برای هر جسم آویزان از هر نوع طنابی تعریف کرد. نیروی وارده بر تمام قسمت های طناب، یکسان خواهد بود. دو حالت در جسم آویزان به طناب ایجاد می شود. یکی شتاب برابر با صفر خواهد بود و در نتیجه تعادل بین آن ها ایجاد می شود. در حالت دوم شتاب برابر صفر نخواهد بود و نیروی اصلی وجود خواهد داشت.

علاوه بر رشته ی پراهمیتی چون فیزیک، مهندسی عمران و معماری نیز رشته هایی هستند که تعریف این نیرو در آن ها از اهمیت خاصی برخوردار است. چون پژوهشگران این رشته ها در پروژه های خود از طناب برای جابجایی اجسام و طناب و قرقره، زیاد استفاده می کنند.

محاسبه نیروی کشش طناب

این نیرو را هم جهت و در راستای موازی با وارد کردن آن به وسیله طناب، می توان حساب کرد. کششی که در این سیستم حاصل می شود در نتیجه وارد شدن این نیرو از هر دو جهت به طناب و به شکل دو طرفه است. برای نیرو طبق قانون دوم نیوتن فرمول F = ma را تعریف می کنند. باید دقت داشت که در اینجا جرم طناب نادیده گرفته می شود و با جرم یکسانی که در همه قسمت های طناب است، میزان کشش آن در هر قسمت یکسان است. با این اوصاف وقتی یک جسمی از طناب آویزان باشد، نیروی کشش طناب با نیروی وزن مساوی است.

در ادامه با توجه به قانون سوم نیوتن که بیان می کند، برای هر کنشی یک واکنشی اما در خلاف جهت آن وجود دارد، چون نیروی وزن به سمت پایین است، نیروی کشش طناب در خلاف جهت آن یعنی رو به بالا ولی برابر با آن است. با این توضیحات مشخص شد که تعادل در جسم آویزان از طناب وجود دارد.

ضریب کشش

از تقسیم نتیجه حاصل از نیروی لازم برای کشش بر میزان وزن یک جسم متحرک، ضریب کشش را به دست خواهیم آورد. عوامل بسیاری می تواند ضریب کشش را تحت تاثیر بگذارد. سمت و سوی کشش جسم، نیروی فشاری که در هنگام اتصال و تماس دو جسم به سطوح آن ها وارد می شود، طرز بافت سطح ها و وجود موادی روغنی و یا انواع چسب در بین سطوح می تواند از عوامل موثر در میزان ضریب کشش باشند. از موارد دیگر در سطح هایی که دارای اصطکاک کمی است (مانند یخ و یا جاده) مواردی چون زنجیر به عنوان افزایش دهنده کشش می تواند موثر باشد.

نیروی کشش زمین

نیروی جاذبه یا کشش زمین نیرویی است که از طرف زمین بر تمام اجسام وارد شده و آن ها را به سمت خود می کشد. در نتیجه وجود مواد سنگینی چون آهن در ساختار درونی زمین، اجسام به سمت آن کشیده می شوند. همچنین دو جسم جرم دار به هم نیرو وارد می کنند که جرم زمین در مقایسه با اجسام روی آن ها بیشتر است.