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 optellen van de verschillende actiekrachten in componenten, zoals besproken in Halliday en Resnick's 'Fundamentals of Physics'. Evenzo voer je vectortoevoeging uit. Grafisch betekent dit dat de hoek van de vectoren behouden moet blijven terwijl je ze in positie plaatst als een ketting, waarbij de een de kop raakt aan de staart van de andere. Zodra de ketting is voltooid, trekt u een pijl van de enige staart zonder dat een kop deze raakt naar de enige kop zonder dat een staart deze raakt. Deze pijl is uw 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 inwerken op een blok van 5 kilogram dat door de ruimte valt. Stel dat het zwaartekracht er verticaal op naar beneden trekt, een andere kracht trekt het naar links met een kracht van 10 Newton (de SI-eenheid van kracht), en een andere kracht trekt het omhoog en naar rechts in een hoek van 45 graden met een kracht van 10 ? 2 Newton (N).

    Vat de verticale componenten van de vectoren samen.

    In het bovenstaande voorbeeld heeft de zwaartekracht naar beneden een grootte F \u003d mg \u003d -5kg x 9.8m /s ^ 2, waarbij g de zwaartekrachtversnellingsconstante is. De verticale component is dus -49N, het negatieve teken dat aangeeft dat de kracht naar beneden duwt.

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

    De linkse kracht heeft geen verticale component .

    De som is 39N naar beneden.

    Vat de horizontale componenten van de vectoren samen.

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

    Gebruik Newton's tweede wet (F \u003d 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 \u003d F \u003d ma \u003d 5kg x a, dus a \u003d 7,8 m /s ^ 2.