Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat is de resulterende grootte -resultaten en richting als vijf krachten die 20 Kilonewton 15 25 Kill 30 10 kilo Newton Act vanuit een van hoekpunt?

Je hebt de magnitudes van vijf krachten verstrekt, maar je mist de cruciale informatie: de hoeken waarop deze krachten werken.

Om de resulterende grootte, richting en hoek te vinden, hebt u de hoeken tussen elke kracht en een referentieas nodig (zoals de horizontale of verticale).

Hier is hoe u dit probleem zou benaderen:

1. Kies een referentieas: Selecteer de horizontale of verticale as als uw referentie.

2. Los elke kracht op in componenten: Breek elke kracht af in zijn horizontale (x) en verticale (y) componenten met behulp van trigonometrie:

* horizontale component (x): Kracht * cos (hoek)

* verticale component (y): Force * Sin (hoek)

3. Sum de componenten: Tel alle horizontale componenten en alle verticale componenten afzonderlijk op.

4. Zoek de resulterende omvang: Gebruik de stelling van Pythagoras om de grootte van de resulterende kracht te berekenen:

* Resulterende magnitude =√ [(σx)^2 + (σy)^2]

5. Bepaal de resulterende richting: Bereken de hoek (θ) van de resulterende kracht met behulp van de arctangent -functie:

* θ =tan⁻¹ (σy / σx)

Voorbeeld:

Laten we zeggen dat de vijf krachten zijn:

* 20 kN bij 0 ° (horizontaal)

* 15 kN bij 30 °

* 25 kN bij 120 °

* 30 kN bij 210 °

* 10 kN bij 270 ° (verticaal)

1. Referentieas: We zullen de horizontale as gebruiken.

2. Ressen in componenten:

* 20 kN:x =20 kN, y =0 kN

* 15 kN:x =15 kN * cos (30 °) ≈ 13 kN, y =15 kN * sin (30 °) ≈ 7,5 kN

* 25 kN:x =25 kN * cos (120 °) ≈ -12,5 kN, y =25 kN * sin (120 °) ≈ 21,65 kN

* 30 kN:x =30 kN * cos (210 °) ≈ -25,98 kN, y =30 kN * sin (210 °) ≈ -15 kN

* 10 kN:x =0 kN, y =-10 kN

3. Sum -componenten:

* Σx ≈ -15,48 kN

* Σy ≈ 14.15 kN

4. resulterende grootte:

* Resulterende grootte ≈ √ ((-15.48)^2 + (14.15)^2) ≈ 21.2 kN

5. resulterende richting:

* θ ≈ tan⁻¹ (14.15 / -15.48) ≈ -42.5 ° (gemeten vanaf de horizontale, in het tweede kwadrant)

Daarom is de resulterende kracht ongeveer 21,2 kN die onder een hoek van ongeveer 42,5 ° tegen de klok in werkt vanuit de negatieve x-as (of 137,5 ° tegen de klok in tegen de positieve x-as).

Onthoud: Controleer altijd uw hoeken en gebruik tijdens de berekening consistente eenheden!