Een touw dat een last opheft of trekt, ondergaat spanning, een kracht die wordt bepaald door de massa van de last en andere factoren. Je berekent het door de zwaartekracht van de lading te bepalen, plus het effect van eventuele versnellingen en andere krachten die op het touw inwerken. Hoewel zwaartekracht altijd in de "neerwaartse" richting werkt, mogen andere krachten dat niet doen; afhankelijk van de richting, voeg je ze toe of trek je ze af van de zwaartekracht om te komen tot de totale spanning op het touw. Natuurkundigen gebruiken een metrische eenheid genaamd de Newton om kracht te meten; de spanning op een touw met een gewicht van 100 gram is ongeveer 1 newton.

Vermenigvuldig de massa van het gewicht in kilogram met 9,8, de versnelling in meter per seconde in het kwadraat vanwege de zwaartekracht. Het resultaat is een neerwaartse kracht in newtons, die de meeste spanning op het touw veroorzaakt. Als u bijvoorbeeld een touw gebruikt om een ​​piano op te hangen die 200 kg weegt, vermenigvuldigt u 200 kg bij 9.8, wat 18.600 newtons oplevert, de spanning op het touw.

Trek de kracht van het resterende gewicht op de grond af als je tilt het voorwerp op met het touw, maar het is nog niet uit de grond opgestaan; het touw bevindt zich niet onder de volledige spanning die nodig is om het voorwerp op te tillen. U trekt bijvoorbeeld hard aan een touw om een ​​piano van 200 kilo op te tillen, maar deze is niet verplaatst. Als de piano nog steeds een kracht van 500 newton op de grond uitoefent, trek deze dan af van de volledige kracht, 18.600 newton. De spanning op het touw wordt 18.600 - 500 = 18.100 newtons.

Vermenigvuldig de opwaartse versnelling van het gewicht met de massa en voeg deze toe aan de spanning als gevolg van de zwaartekracht. U gebruikt bijvoorbeeld een elektrische lier om een ​​piano van 200 kg op te tillen naar de vijfde verdieping van een gebouw; de piano versnelt naar boven met een snelheid van 1 meter per seconde in het kwadraat. Een vierkante meter per vierkante meter 200 kg is 200 newton. Als de piano hing maar niet bewoog, zou de spanning eenvoudig de kracht van de zwaartekracht zijn, 18.600 newton. Als de piano versnelt, kan de massa van de piano niet worden verplaatst, waardoor een neerwaartse kracht ontstaat die vergelijkbaar is met de zwaartekracht. Voeg 200 newtons toe aan de oorspronkelijke 18.600 om 18.800 newtons te krijgen, wat de totale spanning is.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Een newton wordt gedefinieerd als de kracht die nodig is om een ​​massa van 1 kilogram te versnellen met 1 meter per seconde wanneer er geen wrijving aanwezig is.

Met verschillende omstandigheden kan de krachtberekening ingewikkeld worden. U kunt bijvoorbeeld de uiteinden van een touw aan twee tegenoverliggende wanden vastmaken, waardoor het touw horizontaal wordt. Als een koorddanser op het touw afstapt, hangt de spanning af van haar massa en de kracht als gevolg van de zwaartekracht, maar de hoek die het touw vormt ten opzichte van de muur heeft ook invloed op de spanning.