gtemata.com

Cum se calculează forța rezultantă

Forța rezultantă este suma tuturor forțelor care acționează asupra unui obiect ținând cont de intensitatea lor, direcția și direcția (suma vectorilor). Un obiect cu forța rezultată egală cu zero este oprit. Atunci când nu există un echilibru între forțe, adică cel rezultat este mai mare sau mai mic decât zero, obiectul este supus la accelerare. odată calculat

sau măsurat L `intensitate a forțelor, nu este dificil să le combinăm pentru a găsi rezultatul. Prin compilarea unei simple diagrame, asigurându-se că toate vectorii sunt corect identificați în direcția corectă și spre direcția de calcul, calculul forței rezultate va fi o "jocul copilului".

paşi

Partea 1

Determinați forța rezultantă
1
Urmăriți a diagrama corporală liberă. Se compune din reprezentarea schematică a unui obiect și a tuturor forțelor care acționează asupra acestuia, ținând seama de direcția și versul lor. Citiți problema propusă și urmăriți diagrama obiectului în cauză împreună cu săgețile reprezentând toate forțele la care este supusă.
  • De exemplu: se calculează forța rezultantă a unui obiect cu o greutate de 20 N așezată pe o masă și împinsă spre dreapta printr-o forță de 5 N, care totuși rămâne staționară deoarece este supusă unei frecare de 5 N.
  • 2
    Stabiliți direcțiile pozitive și negative ale forțelor. Prin convenție, se stabilește că vectorii direcționați în sus sau în dreapta sunt pozitivi, în timp ce acelea orientate în jos sau spre stânga sunt negative. Amintiți-vă că este posibil ca mai multe forțe să acționeze în conformitate cu aceeași direcție și același verset. Cei care acționează în direcția opusă au întotdeauna semnul opus (unul este negativ și altul pozitiv).
  • Dacă lucrați cu mai multe diagrame de rezistență, asigurați-vă că respectați instrucțiunile.
  • Etichetați fiecare vector cu intensitatea corespunzătoare fără a uita semnele "+" sau "-", pe baza direcției săgeții pe care ați atras-o pe diagrama.
  • De exemplu: gravitatea este îndreptată în jos, deci este negativă. Forța normală în sus este pozitivă. O forță care împinge spre dreapta este pozitivă, în timp ce fricțiunea care se opune acțiunii sale este îndreptată spre stânga și deci negativă.
  • 3
    Etichetați toate forțele. Asigurați-vă că identificați toți cei care acționează asupra corpului. Când un obiect este plasat pe o suprafață, acesta este supus gravitației îndreptate în jos (Fg) și la o forță opusă (perpendiculară pe gravitate), numită normal (Fn). Pe lângă acestea, nu uitați să marcați toate forțele care sunt menționate în descrierea problemei. Exprimați intensitatea fiecărei forțe vectoriale în Newton, scriind-o lângă fiecare etichetă.
  • Prin convenție, forțele sunt indicate cu majusculă F și cu o mică literă la indicele, care este denumirea inițială a forței. De exemplu, dacă există o forță de frecare, o puteți indica ca Fla.
  • Forța de gravitație: Fg = -20 N
  • Forța normală: Fn = +20 N
  • Forța de frecare: Fla = -5 N
  • Forța de împingere: Fs = +5 N
  • 4
    Adăugați intensitatea tuturor forțelor între ele. Acum că ați identificat intensitatea, versurile și direcția fiecărei forțe, trebuie doar să le adăugați împreună. Scrieți ecuația forței rezultate din (Fr), unde Fr este egal cu suma tuturor forțelor care acționează asupra corpului.
  • De exemplu: Fr = Fg + Fn + Fla + Fs = -20 + 20 -5 + 5 = 0 N. Deoarece rezultatul este zero, obiectul este oprit.

    • Partea 2

    Calculați forța diagonală
    1


    Desenați diagrama de forță. Când aveți o forță care acționează în diagonală pe un corp, trebuie să găsiți componenta orizontală (Fx) și verticală (Fy) pentru a calcula intensitatea. Va trebui să utilizați cunoștințele de trigonometrie și unghiul vectorial (denumit de obicei θ "teta"). Unghiul vectorial θ este întotdeauna măsurat în sens invers acelor de ceasornic pornind de la axa pozitivă a abscisei.
    • Desenați diagrama forțelor respectând unghiul vectorului.
    • Desenați o săgeată în direcția în care este aplicată forța și indicați și intensitatea corectă.
    • De exemplu: urmăriți modelul unui obiect de 10 N care este supus unei forțe directe în sus și la un unghi de 45 °. Corpul este, de asemenea, supus unei frecare la stânga de 10 N.
    • Forțele de luat în considerare sunt: ​​Fg = -10 N, Fn = + 10 N, Fs = 25 N, Fla = -10 N.
  • 2
    Calculați componentele Fx și Fy utilizând cele trei rapoarte trigonometrice de bază (sân, cosinus și tangent). Considerând forța diagonală ca fiind hypotenuse a unui triunghi în unghi drept, Fx și Fy cum ar fi intervalele corespunzătoare, puteți calcula componenta orizontală și verticală.
  • Amintiți-vă că: cosinus (θ) = partea adiacentă / hypotenuse. Fx = cos θ * F = cos (45 °) * 25 = 17,68 N.
  • Amintiți-vă că: sinus (θ) = partea opusă / hypotenuse. Fy = sin sin * F = sin (45 °) * 25 = 17,68 N.
  • Rețineți că pot exista mai multe forțe diagonale care acționează simultan pe un corp, deci va trebui să calculați componentele fiecăruia. Apoi, suma tuturor valorilor lui Fx pentru a obține toate forțele care acționează pe plan orizontal și toate valorile lui Fy să cunoască intensitatea celor care acționează pe verticală.
  • 3
    Desenați schema de forță din nou. Acum, că ați calculat componenta verticală și orizontală a forței diagonale, puteți relua diagrama luând în considerare aceste elemente. Sterge vectorul diagonal și îl propune din nou sub forma componentelor sale carteziene, fără a uita intențiile respective.
  • De exemplu, în loc de o forță diagonală, diagrama va prezenta acum o forță verticală în sus de 17,68 N și o orizontală spre dreapta cu o intensitate de 17,68 N.
  • 4
    Adăugați toate forțele în direcțiile x și y. Odată ce noua schemă este trasată, calculați forța rezultantă (Fr) adăugând toate componentele orizontale și verticale. Nu uitați să respectați întotdeauna îndrumările și versurile vectorilor pe întreaga durată a problemei.
  • De exemplu: vectorii orizontali sunt forțe care acționează de-a lungul axei x, deci Frx = 17,68 - 10 = 7,68 N.
  • Vectorii verticali sunt forțe care acționează de-a lungul axei y, deci Fry = 17,68 ± 10 - 10 = 17,68 N.
  • 5
    Calculează intensitatea vectorului de forță rezultat. În acest moment aveți două forțe: una pe axa ordinelor și una pe axa abscisei. Intensitatea unui vector este lungimea hypotenuse a triunghiului dreptunghi format de aceste două componente. Datorită teoremei Pythagorean puteți calcula hypotenuse: Fr = √ (Frx2 + Fry2).
  • De exemplu: Frx = 7,68 N și Fry = 17,68 N;
  • Introduceți valorile din ecuația: Fr = √ (Frx2 + Fry2) = √ (7,68;2 + 17,682)
  • Rezolvați: Fr = √ (7,68;2 + 17,682) = √ (58,98 + 35,36) = √94,34 = 9,71 N.
  • Intensitatea forței rezultate este de 9,71 N și este îndreptată în sus și în dreapta.
    • Afișați mai multe ... (6)
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit