¿Por qué la tensión en una cuerda conectada a dos masas diferentes es la misma en las cuerdas de ambos lados de una polea sin fricción?

Aquí hemos supuesto que la cuerda no tiene masa ni fricción. Eso hace que la tensión en ambas cuerdas sea igual.

Analicemos por qué es verdad.

Tomemos un pequeño elemento de la cadena. Si las tensiones fueran diferentes en el elemento, entonces el elemento tendría la fuerza resultante en alguna dirección. La fuerza neta actuada en algún cuerpo hace que el cuerpo acelere en la dirección de la fuerza dependiendo de la siguiente ecuación,

[matemáticas] a = \ cfrac {F} {m}. [/ matemáticas]

Cuando tomamos la condición de resorte sin masa, el valor de m es cero, lo que haría una aceleración infinita de la masa del elemento. Este no es el caso aquí. Por lo tanto, las tensiones en ambos lados deben ser iguales.

Si no hay masa de la cuerda, la fuerza de fricción no puede existir, ya que no hay masa que actuar por la fuerza de fricción. En la práctica, siempre hay algo de masa de la cuerda, por lo que la fuerza de fricción tiene un gran papel en las tensiones. La fuerza de fricción siempre actúa opuesta a la dirección del movimiento. Por lo tanto, reduce la aceleración ideal del caso. Entonces la diferencia de tensión sería mayor que cero.

Dado que la polea no tiene fricción y la cuerda no tiene masa, las fuerzas que actúan sobre la porción de cuerda que descansa sobre la polea son las fuerzas de tensión a ambos lados de la polea. En la ecuación [math] F = ma [/ math], [math] m = 0 \ implica F [/ math], la fuerza neta en la porción de la cuerda también es igual a cero. Esto solo puede suceder si las fuerzas debidas a la tensión son las mismas.

La tensión en la cuerda no depende directamente de las masas de los objetos, sino que depende de la configuración. En esta configuración, suponiendo que la cadena no tenga masa, sabemos que el sistema está en una configuración estable.

La tensión en la cuerda se debe al estiramiento de la cuerda ya que la gravedad está tirando de ambas masas. El lado que es más pesado es más bajo y la masa más ligera es más alta.

La fórmula para la tensión es masa × gravedad.

En presencia de otra fuerza en la dirección opuesta a la de la gravedad, sumaríamos la fuerza. Suponiendo que m1 es masa de masa izquierda y m2 es masa de masa derecha,

T = mg + ma (ecuación general)

T1 = m1g + m2g

Y, T2 = m1g + m2g

Por lo tanto, la tensión es igual en ambos lados.

Para una polea sin fricción, la cuerda en ambos lados de la polea es la misma cuerda, lo que significa que la cuerda es una y continua ya que la polea no aplica ninguna fuerza por sí misma.

entonces, para una cadena, dos valores diferentes de tensión no tienen sentido.

Pero para una polea con fricción, la polea misma aplica cierta fuerza, por lo que la cuerda se divide en dos partes a cada lado de la cuerda. Esto se debe a que las cuerdas en dos lados están en condiciones diferentes (ya que la fricción debido a la polea es la misma pero la masa es diferente).

Si la cuerda no tiene menos masa, entonces la tensión es diferente en cualquiera de los dos puntos de la cuerda.
Si la cuerda tiene menos masa, considere esto, suponga que la tensión era diferente T1 y T2 como piensa entonces,
[math] (T_ {1} -T_ {2}) \ times R = I \ alpha [/ math] donde R es el radio de la polea, [math] I [/ math] es el momento de inercia y [math] \ alpha [/ math] la aceleración angular. Como consideramos [math] \ alpha [/ math] como 0 ya que no hay aceleración angular, T1 = T2. Porque es la misma cuerda en una polea sin fricción.
La tensión es una fuerza electromagnética.