张力

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张力（英语：Tension）乃是由一拉长、伸展的弦对施力者所做的反作用力。张力与弦的长度平行，方向朝弦

由于张力是力的一种，因此它的单位如同力，SI制是kg·m/s²。

张力也存在于弦的内部：若考虑把弦分成两个部分，则张力便是这两个部分互相对彼此作用（拉扯对方）的力。张力的大小决定弦是否断裂，因此张力也是振动（参见vibrating string（英语：vibrating string））的性质之一，而弦乐器则是靠调整弦的张力来调整其音高，并借由震动弦发出声响。

通常将弦绷紧，则张力也会增加。在拉长的长度够小时，虎克定律可以描述这个力的大小。

在狭义相对论中的似弦物体（例如在一些模型中与夸克作用的弦）或现代弦论中的弦里也讨论张力。我们借由这些弦的世界面分析这些弦，它们的能量通常与它们的长度成正比。在这些弦中的张力与它的伸长量无关。

图中显示以绳子吊起一个球体的情况中所有的力。当中的张力是绳子对支架产生的力 (F on scaffold by rope),绳子对球体产生的力 (F on the ball by rope) ,及平衡的绳子产生力和受力的力。

处于平衡状态的系统

系统处于平衡状态时，所有力量的总和是零。

${\displaystyle \sum _{}{\vec {F}}=0}$ ^[1]

考虑右图系统中的一个球体，该球体被一条张力为T的绳子垂直吊下。此系统处于平衡状态，因为绳子的张力（把球体拉起的力）等于球体的重力，即是把球体向下拉的力。

${\displaystyle \sum _{}{\vec {F}}={\vec {T}}+m{\vec {g}}=0}$ ^[1]

处于有静力状态的系统

相对于系统处于平衡状态，静力状态的系统是有一种方向的力所推动的，也就是说总力并不是零，而加速和力的方向总是相同的。

${\displaystyle \sum _{}{\vec {F}}\neq 0}$^[1]

举例说，考虑到上图同一个系统，但假设球体开始向下方加速。因此在此状况，这系统存在了一个静力向某一个方向加速。这只向下加速的球体亦同时表明${\displaystyle |mg|>|T|}$。

${\displaystyle \sum {\vec {F}}=T-mg\neq 0}$^[1]

在另一个情况，举例有两小球甲和乙分别有${\displaystyle m_{1}}$ 和 ${\displaystyle m_{2}}$ 的质量，它们分别连接在一条不可伸长的绳的头末两处，并且把绳的中端挂在一个无摩擦力的滑轮上。因此，在小球甲上有两种力施加在其身上；分别是其重量的重力把它推向下方(${\displaystyle w_{1}=m_{1}g}$)及由绳而来的张力${\displaystyle T}$将他推回上方。如果小球甲的质量比小球乙高，${\displaystyle m_{1}>m_{2}}$.，就会有一静力${\displaystyle F_{1}}$施加在小球甲身上，其静力可写成${\displaystyle w_{1}-T}$，因此 ${\displaystyle m_{1}a=m_{1}g-T}$。

现代物理学的张力

在狭义相对论中的似弦物体（例如在一些模型中与夸克作用的弦）或现代弦论中的弦里也讨论张力。我们借由这些弦的世界面（世界面）分析这些弦，它们的能量通常与它们的长度成正比。在这些弦中的张力与它的伸长量无关。

参见

• 力
• 应力
• 强度

参考资料

1. Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, Section 5.7. Seventh Edition, Brooks/Cole Cengage Learning, 2008.

外部连接