Производство

Капстан: предел отношения натяжений

Считает предельное отношение натяжений гибкой нити на барабане по коэффициенту трения и углу обхвата.

⚙быстрый расчёт
онлайн
Введите данные
Данные не отправляются на сервер
Результат
Предельное отношение большего натяжения к меньшему2,566332
Меньшее натяжение на пределе скольжения38,9661 Н
Формула

Как считается результат

Предельное отношение большего натяжения к меньшему = exp(friction*angle*pi/180); Меньшее натяжение на пределе скольжения = load*exp(-friction*angle*pi/180) (Н)
Пример с тестовыми данными

Коэффициент статического трения: 0,3; Суммарный угол обхвата: 180 °; Натяжение нагруженной стороны: 100 Н

Предельное отношение большего натяжения к меньшему: 2,566332395; Меньшее натяжение на пределе скольжения: 38,96611374 Н
О расчёте

Как пользоваться
калькулятором

Считает предельное отношение натяжений гибкой нити на барабане по коэффициенту трения и углу обхвата.

При полностью развитом статическом трении гибкой нити на цилиндре Tбольшее/Tменьшее=e^(μθ). Угол θ вводится в градусах и переводится в радианы; меньшая сила рассчитывается устойчиво как Tбольшее·e^(−μθ).

  1. 01
    Подготовьте данные

    Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: коэффициент статического трения; суммарный угол обхвата в °; натяжение нагруженной стороны в Н.

  2. 02
    Проверьте единицы и условия

    Идеально гибкая нить, постоянный коэффициент трения и контакт по всему обхвату. Жёсткость каната, динамика, износ и прочность креплений не учтены; инструмент не предназначен для расчёта страховки людей или безопасной грузоподъёмности.

  3. 03
    Прочитайте результат

    Формула даёт границу перед началом скольжения. Пока скольжения нет, отношение может быть меньше предельного; увеличение угла обхвата не делает меньшую силу обязательным фактическим натяжением.

Подробное объяснение

Как читать результат

Расшифровка показателей, пример вычисления и ограничения метода — без лишних терминов.

01

Что означают результаты

Формула даёт границу перед началом скольжения. Пока скольжения нет, отношение может быть меньше предельного; увеличение угла обхвата не делает меньшую силу обязательным фактическим натяжением.

02

Когда модель применима

Идеально гибкая нить, постоянный коэффициент трения и контакт по всему обхвату. Жёсткость каната, динамика, износ и прочность креплений не учтены; инструмент не предназначен для расчёта страховки людей или безопасной грузоподъёмности.

Разбор по шагам

Пример расчёта

Пример 1
Исходные данные
Коэффициент статического трения: 0,3; Суммарный угол обхвата: 180 °; Натяжение нагруженной стороны: 100 Н
Вычисление
При полностью развитом статическом трении гибкой нити на цилиндре Tбольшее/Tменьшее=e^(μθ). Угол θ вводится в градусах и переводится в радианы; меньшая сила рассчитывается устойчиво как Tбольшее·e^(−μθ). Предельное отношение большего натяжения к меньшему: exp((0,3) × (180) × π ÷ 180) = 2,566332395. Меньшее натяжение на пределе скольжения: (100) × exp(-(0,3) × (180) × π ÷ 180) = 38,96611374 Н.
Результат
Предельное отношение большего натяжения к меньшему: 2,566332395; Меньшее натяжение на пределе скольжения: 38,96611374 Н

Формула даёт границу перед началом скольжения. Пока скольжения нет, отношение может быть меньше предельного; увеличение угла обхвата не делает меньшую силу обязательным фактическим натяжением.

Пример 2
Исходные данные
Коэффициент статического трения: 0; Суммарный угол обхвата: 180 °; Натяжение нагруженной стороны: 100 Н
Вычисление
Предельное отношение большего натяжения к меньшему: exp((0) × (180) × π ÷ 180) = 1. Меньшее натяжение на пределе скольжения: (100) × exp(-(0) × (180) × π ÷ 180) = 100 Н.
Результат
Предельное отношение большего натяжения к меньшему: 1; Меньшее натяжение на пределе скольжения: 100 Н

Этот вариант использует другие исходные данные: Коэффициент статического трения — 0. Формула даёт границу перед началом скольжения. Пока скольжения нет, отношение может быть меньше предельного; увеличение угла обхвата не делает меньшую силу обязательным фактическим натяжением.

Формула и обозначения

Предельное отношение большего натяжения к меньшему = exp(friction*angle*pi/180); Меньшее натяжение на пределе скольжения = load*exp(-friction*angle*pi/180) (Н)

friction — коэффициент статического трения.

angle — суммарный угол обхвата, единица: °.

load — натяжение нагруженной стороны, единица: Н.

При полностью развитом статическом трении гибкой нити на цилиндре Tбольшее/Tменьшее=e^(μθ). Угол θ вводится в градусах и переводится в радианы; меньшая сила рассчитывается устойчиво как Tбольшее·e^(−μθ).

Практическое применение

Считает предельное отношение натяжений гибкой нити на барабане по коэффициенту трения и углу обхвата. При полностью развитом статическом трении гибкой нити на цилиндре Tбольшее/Tменьшее=e^(μθ). Угол θ вводится в градусах и переводится в радианы; меньшая сила рассчитывается устойчиво как Tбольшее·e^(−μθ).

Формула даёт границу перед началом скольжения. Пока скольжения нет, отношение может быть меньше предельного; увеличение угла обхвата не делает меньшую силу обязательным фактическим натяжением.

Частые ошибки

Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: коэффициент статического трения; суммарный угол обхвата в °; натяжение нагруженной стороны в Н.

Идеально гибкая нить, постоянный коэффициент трения и контакт по всему обхвату. Жёсткость каната, динамика, износ и прочность креплений не учтены; инструмент не предназначен для расчёта страховки людей или безопасной грузоподъёмности.

Источники и допущения

Основание расчёта

Метод, правило или ставка сверены с указанным источником. Последняя проверка этой реализации: 2026-09-30.

MIT: уравнение капстана ↗
Коротко о главном

Вопросы
и ответы

Что показывает «предельное отношение большего натяжения к меньшему»?+

Формула даёт границу перед началом скольжения. Пока скольжения нет, отношение может быть меньше предельного; увеличение угла обхвата не делает меньшую силу обязательным фактическим натяжением.

Как проверить расчёт на конкретном примере?+

Коэффициент статического трения: 0,3; Суммарный угол обхвата: 180 °; Натяжение нагруженной стороны: 100 Н. Предельное отношение большего натяжения к меньшему: 2,566332395; Меньшее натяжение на пределе скольжения: 38,96611374 Н. При полностью развитом статическом трении гибкой нити на цилиндре Tбольшее/Tменьшее=e^(μθ). Угол θ вводится в градусах и переводится в радианы; меньшая сила рассчитывается устойчиво как Tбольшее·e^(−μθ).

Какие ограничения есть у метода?+

Идеально гибкая нить, постоянный коэффициент трения и контакт по всему обхвату. Жёсткость каната, динамика, износ и прочность креплений не учтены; инструмент не предназначен для расчёта страховки людей или безопасной грузоподъёмности.

Можно ли изменить исходные данные и сравнить варианты?+

Да. Формула даёт границу перед началом скольжения. Пока скольжения нет, отношение может быть меньше предельного; увеличение угла обхвата не делает меньшую силу обязательным фактическим натяжением. Сравнивайте варианты в одинаковых единицах и при неизменных допущениях: Идеально гибкая нить, постоянный коэффициент трения и контакт по всему обхвату. Жёсткость каната, динамика, износ и прочность креплений не учтены; инструмент не предназначен для расчёта страховки людей или безопасной грузоподъёмности.