Tensión en un alambre

Encontré esta imagen en una de las respuestas que estaba revisando. En esta imagen, dado que el hombre se mantiene en equilibrio en el medio de la cuerda, existe la misma tensión en toda ella. Sin embargo, si hubiera estado parado en el extremo, debe haber una magnitud de tensión desigual en ambos extremos de la cuerda, si los ángulos hubieran sido de diferente magnitud. Pero dado que es una cuerda ideal, debe tener la misma tensión en todas partes, entonces, ¿por qué hay una tensión diferente en sus diferentes partes?ingrese la descripción de la imagen aquí

La tensión solo es igual en todo momento si no se ejerce ninguna fuerza a lo largo de la dirección de la cuerda. Si el pie del hombre ejerce una fuerza de fricción sobre la cuerda, allí cambia la tensión.
La tensión experimentada por la cuerda no tiene por qué ser la misma en toda la longitud de la cuerda. Puede ser diferente en cualquier lado del hombre. Lo que se requiere es que los tres vectores de fuerza rojos sumen cero. Si el hombre está exactamente en el medio de la cuerda, entonces la simetría requiere que las tensiones de la cuerda a ambos lados del hombre sean las mismas. Pero si el hombre está más cerca de un polo que del otro, el requisito de que las tres fuerzas sumen cero hará que las magnitudes de las tensiones T L y T R son diferentes.
¿Pero se nos enseña que una cuerda ideal tiene una tensión constante en toda su longitud?
Cuelga una cuerda o hilo AB libremente de un extremo A. Ata un peso W a su punto medio M. La tensión en la sección AM es W. La tensión en la sección MB es cero.

Respuestas (1)

dado que es una cuerda ideal, debe tener la misma tensión en todo

¿Por qué es ese el caso? Si imaginamos un pequeño segmento de cuerda (sin masa e inextensible), entonces para que esté estacionario, la aceleración debe ser cero y las fuerzas netas deben ser cero. En el medio de una cuerda, las únicas fuerzas son la tensión de cada lado y la gravedad. Como hemos declarado que la cuerda no tiene masa, ignoramos la gravedad y declaramos que la tensión en ambos lados es igual.

Entonces, para todas las partes de la cuerda que no se ven afectadas por alguna otra fuerza, esto se mantiene. Incluso podemos agregar una polea ideal, un dispositivo que puede proporcionar fuerzas normales a la cuerda, pero que no agregará fuerzas a lo largo de la cuerda. En tal caso, la tensión permanece igual en todo momento.

Pero el caminante aquí agrega fuerzas a una porción de la cuerda, y algunas de esas fuerzas son paralelas a la línea de fuerza desde cualquier extremo. Esto modifica las fuerzas que siente ese segmento, y la tensión para mantener la fuerza neta en cero ya no es necesariamente igual.

@RituKhanna - Bueno, incluso si no hay fuerzas externas y tienes una cuerda con masa, en general, la tensión no será constante en toda la cuerda. Por ejemplo, si sostiene una cuerda por un extremo, la parte de la cuerda más cercana a su mano estará bajo la mayor tensión, mientras que el otro extremo de la cuerda que está libre y colgando hacia abajo tendrá muy poca tensión cerca de su extremo. . Creo que "tensión constante" debe referirse a una situación en la que no hay fuerzas externas y las fuerzas gravitacionales en la cuerda son insignificantes.
Tensión en un alambre
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