De netto kracht
is de vectorsom van alle krachten die op een lichaam inwerken. (Bedenk dat een kracht een duw of trek is.) De SI-eenheid voor kracht is de newton (N), waarbij 1 N \u003d 1 kgm /s ^{2.
\\ bold {F_ {net}} \u003d \\ bold {F_1 + F_2 + F_3 + ...}}

De eerste wet van Newton stelt dat een object dat een uniforme beweging ondergaat - wat betekent dat het in rust is of met constante snelheid beweegt - dit zal blijven doen tenzij opgevolgd door een non-nul dwingen. De tweede wet van Newton vertelt ons expliciet hoe de beweging zal veranderen als gevolg van deze netto kracht:
\\ bold {F_ {net}} \u003d m \\ bold {a}

De versnelling - verandering in snelheid in de tijd - is recht evenredig met de netto kracht. Merk ook op dat zowel versnelling als netto kracht vectorgrootheden zijn die in dezelfde richting wijzen.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Een netto kracht van nul IS NIET noodzakelijk betekent dat het object is gestopt! Een netto kracht van nul betekent ook NIET dat er geen krachten op een object werken, want het is mogelijk dat meerdere krachten op een zodanige manier werken dat ze elkaar opheffen.
Free-Body Diagrams

De eerste stap bij het vinden van netto kracht op een object is het tekenen van een free-body diagram
(FBD) met alle krachten die op dat object inwerken. Dit wordt gedaan door elke krachtvector voor te stellen als een pijl die uit het midden van het object komt en in de richting van de kracht wijst.

Stel bijvoorbeeld dat een boek op een tafel zit. De krachten die erop werken zouden de zwaartekracht op het boek zijn die naar beneden werkt en de normale kracht van de tafel op het boek die naar boven werkt. Het vrije lichaam diagram van dit scenario zou bestaan uit twee pijlen van gelijke lengte die uit het midden van het boek komen, één naar boven en de andere naar beneden.

(afbeelding 1)

Stel hetzelfde boek werd naar rechts geduwd met een kracht van 5 N, terwijl een 3-N wrijvingskracht de beweging tegenstond. Nu zou het vrije lichaam diagram een 5-N pijl naar rechts en een 3-N pijl naar links bevatten.

(afbeelding 2)

Stel ten slotte dat hetzelfde boek op een helling, naar beneden glijdend. In dit scenario zijn de drie krachten de zwaartekracht op het boek, die recht naar beneden wijst; de normale kracht op het boek, die loodrecht op het oppervlak wijst; en de wrijvingskracht, die tegengesteld aan de richting van de beweging wijst.

(afbeelding 3)
Netkracht berekenen

Nadat u het diagram van het vrije lichaam hebt getekend, kunt u vectoroptelling gebruiken om de netto kracht op het object te vinden. We zullen drie gevallen beschouwen terwijl we dit idee verkennen:

Geval 1: Alle krachten liggen op dezelfde lijn.

Als alle krachten op dezelfde lijn liggen (alleen naar links en rechts wijzend) of alleen op en neer), het bepalen van de netto kracht is net zo eenvoudig als het optellen van de grootten van de krachten in de positieve richting en het aftrekken van de grootten van de krachten in de negatieve richting. (Als twee krachten gelijk en tegengesteld zijn, zoals het geval is met het boek dat op de tafel rust, is de netto kracht \u003d 0)

Voorbeeld: Overweeg een bal van 1 kg die valt als gevolg van de zwaartekracht en een luchtweerstand ondervindt kracht van 5 N. Er is een neerwaartse kracht daarop vanwege de zwaartekracht van 1 kg × 9,8 m /s ^{2 \u003d 9,8 N, en een opwaartse kracht van 5 N. Als we de conventie gebruiken dat omhoog positief is, dan de netto kracht is 5 N - 9,8 N \u003d -4,8 N, wat een netto kracht van 4,8 N in neerwaartse richting aangeeft.}

(afbeelding 4)

Geval 2: Alle krachten liggen op loodrecht assen en optellen tot 0 langs één as.

In dit geval hoeven we, vanwege krachten die optellen tot 0 in één richting, alleen te focussen op de loodrechte richting bij het bepalen van de netto kracht. (Hoewel de kennis dat de krachten in de eerste richting optellen tot 0 ons soms informatie kan geven over de krachten in de loodrechte richting, zoals bij het bepalen van wrijvingskrachten in termen van de normale krachtgrootte.)

Voorbeeld: A Een speelgoedauto van 0,25 kg wordt met een kracht van 3 N naar rechts over de vloer geduwd. Een 2-N wrijvingskracht werkt tegen deze beweging. Merk op dat de zwaartekracht ook op deze auto naar beneden werkt met een kracht van 0,25 kg × 9,8 m /s ^{2 \u003d 2,45 N, en een normale kracht werkt naar boven, ook met 2,45 N. (Hoe weten we dit? Omdat er geen verandering in beweging in de verticale richting is wanneer de auto over de vloer wordt geduwd, moet de netto kracht in de verticale richting dus 0 zijn.)
Dit maakt alles eenvoudiger naar het eendimensionale geval omdat de enige krachten die niet annuleren zijn allemaal in één richting. De netto kracht op de auto is dan 3 N - 2 N \u003d 1 N naar rechts.}

(afbeelding 5)

Geval 3: Alle krachten zijn niet beperkt tot een lijn en niet liggen op loodrechte assen.

Als we weten in welke richting de versnelling zal zijn, zullen we een coördinatensysteem kiezen waar die richting op de positieve x-as of de positieve y-as ligt. Van daaruit breken we elke krachtvector in x- en y-componenten. Aangezien beweging in de ene richting constant is, moet de som van de krachten in die richting 0 zijn. De krachten in de andere richting zijn dan de enige bijdragers aan de netto kracht en deze casus is gereduceerd tot casus 2.

Als we niet weten in welke richting de versnelling zal gaan, kunnen we elk Cartesiaans coördinatensysteem kiezen, hoewel het meestal het handigst is om er een te kiezen waarin een of meer van de krachten op een as liggen. Breek elke krachtvector in x- en y-componenten. Bepaal de netto kracht in de richting x
en de netto kracht in de richting y
afzonderlijk. Het resultaat geeft de x- en y-coördinaten van de netto kracht.

Voorbeeld: een auto van 0,25 kg rolt zonder wrijving een helling van 30 graden vanwege de zwaartekracht.

We zullen gebruiken een coördinatensysteem uitgelijnd met de helling zoals getoond. Het diagram van het vrije lichaam bestaat uit de zwaartekracht die recht naar beneden werkt en de normale kracht die loodrecht op het oppervlak werkt.

We moeten de zwaartekracht opdelen in x- en y-componenten, wat geeft:
F_ { gx} \u003d F_g \\ sin (\\ theta) \\\\ F_ {gy} \u003d F_g \\ cos (\\ theta)

Aangezien de beweging in de richting y
constant is, weten we dat de netto kracht in de y
richting moet 0 zijn:
F_N - F_ {gy} \u003d 0

(Opmerking: Met deze vergelijking kunnen we de grootte van de normale kracht bepalen.)

In de x-richting is de enige kracht F _{gx
, dus:
F_ {net} \u003d F_ {gx} \u003d F_g \\ sin (\\ theta) \u003d mg \\ sin (\\ theta) \u003d 0,25 \\ times9,8 \\ times \\ sin (30) \u003d 1,23 \\ text {N} Hoe vindt u versnelling van Net Force}

Zodra u uw net force vector hebt bepaald, vindt u de versnelling van een object is een eenvoudige toepassing van de tweede wet van Newton.
\\ bold {F_ {net}} \u003d m \\ bold {a} \\ impliceert \\ bold {a} \u003d \\ frac {\\ bold {F_ {net}} } {m}

In het vorige voorbeeld van de auto van 0,25 kg die van de auto rolde helling, de netto kracht was 1,23 N lager, dus de versnelling zou zijn:
\\ bold {a} \u003d \\ frac {\\ bold {F_ {net}}} {m} \u003d \\ frac {1.23} {0.25 } \u003d 4.92 \\ text {m /s} ^ 2 \\ text {de helling af}