1. Disegna un diagramma
Disegna un semplice diagramma dell'impalcatura. Etichetta quanto segue:
* Lo stesso impalcatura (una linea orizzontale)
* I due cavi che supportano l'impalcatura (linee verticali a ciascuna estremità)
* La rondella della finestra (un piccolo cerchio) situata a 1,5 metri da un'estremità
2. Definire le forze
* Peso dell'impalcatura (W_S): Questo agisce verso il basso al centro dell'impalcatura. W_S =M_S * G =50 kg * 9,8 m/s² =490 N
* Peso della rondella della finestra (W_W): Questo agisce verso il basso nella posizione della rondella della finestra. W_w =m_w * g =80 kg * 9,8 m/s² =784 N
* tensione nel cavo sinistro (T_L): Questo agisce verso l'alto all'estremità sinistra dell'impalcatura.
* Tensione nel cavo destro (T_R): Questo agisce verso l'alto alla fine destra dell'impalcatura.
3. Applicare le condizioni di equilibrio
Poiché l'impalcatura è in equilibrio (non in movimento), possiamo applicare le seguenti condizioni:
* somma delle forze nella direzione verticale =0: T_L + T_R - W_S - W_W =0
* somma di momenti su qualsiasi punto =0: Sceglieremo l'estremità sinistra dell'impalcatura come il nostro punto di perno.
4. Calcola i momenti
* Momento del peso dell'impalcatura: Questo agisce al centro dell'impalcatura (3,5 metri dall'estremità sinistra). Moment =W_S * 3,5 m =490 N * 3,5 m =1715 nm (in senso orario)
* Momento del peso della rondella della finestra: Questo agisce a 1,5 metri dall'estremità sinistra. Moment =w_w * 1,5 m =784 N * 1,5 m =1176 nm (in senso orario)
* Momento della tensione nel cavo giusto: Questo agisce all'estremità destra dell'impalcatura (7 metri dall'estremità sinistra). Moment =t_r * 7 m (in senso antiorario)
5. Risolvi per le tensioni
* Equazione del momento: T_r * 7 m =1715 nm + 1176 nm
* Risolvi per t_r: T_r =(1715 nm + 1176 nm) / 7 m =413 N
* Equazione della forza: T_L + 413 N - 490 N - 784 N =0
* Risolvi per T_L: T_L =490 N + 784 N - 413 N =861 N
Pertanto:
* La tensione nel cavo sinistro (T_L) è 861 N.
* La tensione nel cavo destro (T_R) è 413 N.
