science >> Wetenschap >  >> Fysica

Resulterende krachten berekenen

Het berekenen van de resulterende kracht op een lichaam door een combinatie van krachten is een kwestie van het toevoegen van de verschillende actoren, componentgewijs, zoals besproken in de Fundamentals of Physics van Halliday en Resnick. Gelijktijdig voer je vectoradditie uit. Grafisch houdt dit in: de hoek van de vectoren behouden terwijl je ze als een ketting in positie brengt, de ene de kop tegen de staart van een andere. Zodra de ketting is voltooid, teken een pijl uit de enige staart zonder dat een hoofd de enige kop raakt zonder dat een staart hem aanraakt. Deze pijl is de resulterende vector, gelijk in grootte en richting aan de resulterende kracht. Deze benadering wordt ook wel het 'superpositieprincipe' genoemd.

Teken een diagram van verschillende krachten die werken op een blok van 5 kilogram dat door de ruimte valt. Stel dat het de zwaartekracht verticaal naar beneden trekt, nog een kracht die het naar links trekt met een kracht van 10 Newton (de SI-eenheid van kracht) en een andere kracht die het naar boven en naar rechts trekt in een hoek van 45 graden met een kracht van 10 ? 2 Newtons (N).

Tel de verticale componenten van de vectoren op.

In het bovenstaande voorbeeld heeft de zwaartekracht neerwaarts de magnitude F = mg = -5 kg ​​x 9,8 m /s ^ 2, waarbij g de constante van de zwaartekrachtversnelling is. Dus de verticale component is -49N, het negatieve teken geeft aan dat de kracht naar beneden duwt.

De rechtse kracht heeft een verticale en horizontale component van elk 10N.

De kracht links heeft geen verticale component .

De som is 39N neerwaarts.

Tel de horizontale componenten van de vectoren op.

Doorgaand met het bovenstaande voorbeeld, dragen de linker- en rechtervectoren 10N bij in elke richting , die elkaar opheffen om een ​​horizontale kracht nul te geven.

Gebruik de tweede wet van Newton (F = ma) om de versnelling van het lichaam te bepalen.

De resulterende kracht is daarom 39N naar beneden. Voor een massa van 5 kg wordt de versnelling daarom als volgt gevonden: 39N = F = ma = 5kg x a, dus a = 7,8 m /s ^ 2.