science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat is een ongebalanceerde kracht?

Volgens de bewegingswetten van Newton is een onevenwichtige kracht er een die een verandering veroorzaakt in de beweging van het object waarop de kracht wordt uitgeoefend. Een object in rust of een object in constante beweging blijft in rust of in ongewijzigde beweging tenzij het wordt onderworpen aan een onevenwichtige kracht. In dat geval versnelt het object in de richting van de kracht volgens de vergelijking: kracht is massa maal versnelling. Een onevenwichtige kracht blijft een object versnellen totdat een nieuwe tegenkracht wordt opgebouwd en een nieuw krachtenevenwicht wordt ingesteld. Het versnelde object handhaaft vervolgens een constante snelheid en de eerder onevenwichtige kracht wordt in evenwicht gehouden door de nieuwe kracht.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Een onevenwichtige kracht is een kracht die de positie, snelheid of richting verandert van het object waarop het wordt toegepast. De onevenwichtige kracht versnelt het object met de versnelling die recht evenredig is met de grootte van de kracht en omgekeerd evenredig met de massa van het object.
Hoe onevenwichtige krachten werken

In een stabiele toestand zijn alle krachten in evenwicht met alle objecten in rust of in een bepaalde richting met een vaste snelheid. Als een kracht begint toe te nemen of een nieuwe kracht wordt geïntroduceerd, kan de situatie veranderen, afhankelijk van de sterkte van de toenemende of de nieuwe kracht. Als de toenemende kracht of nieuwe kracht zwak is, wordt een nieuw krachtenevenwicht tot stand gebracht en verandert er niets. Als de toenemende of nieuwe kracht te sterk wordt voor het bestaande krachtenevenwicht, zullen objecten versnellen, bewegen en hun positie of snelheid veranderen. De situatie zal blijven veranderen totdat een nieuw krachtenevenwicht wordt bereikt.

Een auto die in neutraal rolt op een rechte, vlakke snelweg, is bijvoorbeeld onderhevig aan verschillende evenwichtige en onevenwichtige krachten. Het gewicht van de auto die naar beneden duwt, wordt precies in evenwicht gehouden door de kracht van het omhoog drijvende wegdek. De auto accelereert daarom niet omhoog of omlaag. De wrijving van de banden die op de stoep rollen en de weerstand van de lucht zijn twee onevenwichtige krachten die de auto vertragen. De traagheid van de auto houdt de auto aan het rollen, maar de twee onevenwichtige krachten vertragen deze tot stilstand. Wanneer de auto stopt, zijn alle krachten weer in balans en is er geen nieuwe versnelling tenzij de bestuurder de auto start en wegrijdt, waardoor een nieuwe onevenwichtige kracht wordt toegevoegd die de vorige twee krachten overwint.
Common Unbalanced Forces

Gemeenschappelijke krachten die vaak onevenwichtig zijn, omvatten de zwaartekracht en uitgeoefende krachten. Wanneer deze krachten uit balans zijn, versnellen objecten, veranderen hun positie en vinden nieuwe configuraties waarvoor alle krachten weer in evenwicht zijn.

Het gewicht van een object is de kracht die door de zwaartekracht op dat object wordt uitgeoefend. Als een appel in een boom hangt, wordt de neerwaartse zwaartekracht gecompenseerd door de opwaartse kracht van de stengel van de appel die aan een tak is bevestigd. Zodra de appel rijp is, raakt de stengel los. Op dat moment wordt de opwaartse kracht nul en is er een onevenwichtige zwaartekracht naar beneden. De appel valt. Wanneer het de grond raakt, levert de aarde een nieuwe opwaartse kracht gelijk aan de zwaartekracht en is de situatie weer in evenwicht.

Toegepaste krachten zijn belangrijk omdat ze worden gebruikt om objecten te bewegen in overeenstemming met specifieke doeleinden. Als u bijvoorbeeld een eettafel tegen een muur naar de andere kant van de kamer wilt verplaatsen, oefenen een of meer mensen een kracht uit door erop te drukken. Voordat de nieuwe kracht wordt uitgeoefend, is alles in balans.

Eerst duwen de mensen misschien niet zo hard en beweegt de tafel niet. Dan duwen mensen op de tafel en hun voeten duwen op de vloer met de kracht van wrijving. Op dezelfde manier duwt de tafel met een gelijke kracht achteruit door de wrijving van zijn benen op de vloer. Uiteindelijk duwen de mensen hard genoeg om een onevenwichtige kracht te creëren om de wrijving van de tafel te overwinnen, en de tafel versnelt om over de vloer te glijden. Wanneer de mensen het tegen de muur hebben geduwd, is er een nieuw krachtenevenwicht en een nieuwe situatie in een stabiele toestand. In al deze gevallen veroorzaken onevenwichtige krachten een herschikking van objecten naar een nieuwe, evenwichtige situatie