Finde den resulterende kraft

Den resulterende kraft er den mængde kraft, der virker på et objekt under hensyntagen til dets størrelse og retning. Et objekt med en resulterende kraft lig med nul er i ro. En ubalanceret kraft eller en resulterende intensitetsstyrke større eller mindre end nul resulterer i acceleration af objektet at beregne

indhold

Trin

Del 1identifikation af den resulterende kraft

Video: kræfternes parallelogram

Del 2beregning af diagonal kraft

Video: kort gennemgang af sammenlægning af kræfter
Video: gnidningskraft
Kilder og citater

eller at måle den størrelsesorden af en kraft er det ret simpelt at finde den resulterende kraft. For at lette processen skal du samle et simpelt diagram og identificere alle kræfterne og deres rette retninger.

trin

Del 1
Identifikation af den resulterende kraft

Video: Kræfternes parallelogram

Tegn et frit kropsdiagram. Et frit kropsdiagram er omridset af et objekt, der illustrerer alle kræfter, der virker på det, såvel som dets retninger. Forstå problemet og tegne en simpel skitse af det pågældende objekt sammen med pile, der repræsenterer de kræfter, der virker på det.

For eksempel beregne den resulterende kraft af en vægt lig med 20 N objekt på en tabel, der er skubbet til højre med en kraft på 5 N men er stoppet på grund af 5N friktionskraft

Definer de positive og negative retninger af styrkerne. Standard er at bruge op- eller højrepil til at repræsentere positive kræfter og pile ned eller til venstre for at repræsentere negative kræfter. Husk at det er muligt at have flere kræfter, der arbejder i samme retning. De modsatte kræfter vil have forskellige signaler (en positiv og en negativ).

Hvis du arbejder med et multi-force diagram, skal du huske at opretholde retningenes sammenhæng.
Marker størrelsen af hver kraft med "+" eller ";" tegn baseret på pilens retning, der er tegnet i diagrammet.
For eksempel er tyngdekraften en nedadgående kraft, så den er negativ. Den normale kraft er opad, så det er positivt. Stødkraften drejes til højre (positiv), mens friktionskraften virker i modsat retning, dvs. til venstre (negativ).

Identificer alle kræfterne. Husk at korrekt identificere alle kræfter, der virker på objektet. Når objektet hviler på en overflade, er tyngdekraften (F_g) og en tilsvarende kraft i modsat retning kaldet den normale kraft (F_n). Ud over disse to kræfter skal du også identificere dem, der er angivet af problemstillingen. Bemærk størrelsen af hver kraft i Newtons ved siden af dens identifikation.

En standard måde at identificere kræfter på er med bogstavet "F" og abonnementet på det første bogstav i navnet. For eksempel, hvis der er friktionskraft, skal du identificere det som F_den.
Tyngdekraften: F_g = -20 N
Normal kraft: F_n = +20 N
Friktionskraft: F_den = -5 N
Impulsstyrke: F_jeg = + 5 N

Tilføj størrelsen af alle kræfter. Nu hvor de alle er blevet identificeret (i retning og størrelse), kan du tilføje dem sammen. Skriv formlen for den resulterende kraft (F_res), hvor (F_res) er summen af alle de kræfter, der virker på en given genstand.

For eksempel: F_res = F_g + F_n + F_den + F_jeg = -20 + 20 -5 + 5 = 0 N. Da den resulterende kraft er lig med 0 N, er objektet i ro.

Del 2
Beregning af diagonal kraft

Skitse diagonalstyrken. Når der er en diagonal kraft, der virker på en genstand, er det nødvendigt at finde de vandrette komponenter (F_x) og lodret (F_y) af styrkerne for at finde deres størrelser. Du skal bruge trigonometri og retningsvinklen (normalt θ "theta"). Retningsvinklen θ måles altid mod uret fra den positive akse x.

Tegn kraftdiagrammet inklusive diagonalvinklen.
Skitse hver pil i den rigtige retning, hvor kraften virker og identificere størrelsen.
For eksempel samle et diagram over et objekt med en vægt på 10 N ved at prøve en kraft på 25 N op og til højre i en vinkel på 45 °. Der er også friktionskraften på 10 N til venstre.
Kræfter inkluderet: F_g = -10 N, F_n = + 10 N, F_jeg = 25 N, F_den = -10 N.

Beregn F_x og F_y ved hjælp af tre grundlæggende trigonometriske forhold (sinus, cosinus og tangent). Brug den diagonale kraft (F) som en hypotenuse af en højre trekant og F_x og F_y Ligesom siderne i den højre trekant kan du beregne hver af kræfterne.

Husk: cosine (θ) = tilstødende vinkel / hypotenuse. F_x = cos θ * F = cos (45 °) * 25 = 17,68 N.
Husk: sinus (θ) = modsat vinkel / hypotenuse. F_y = sin θ * F = sin (45 °) * 25 = 17,68 N.
Bemærk at der kan være flere diagonale kræfter, der virker på en genstand på samme tid, så du bliver nødt til at finde F_x og F_y for hver kraft af problemet. Tilføj derfor værdierne for F_x for at opnå den samlede kraft i den vandrette retning og tilføje værdierne for F_y for at opnå de samlede vertikale kræfter.

Tegn kraftdiagrammet igen. Nu hvor du har beregnet de enkelte vandrette og lodrette komponenter i diagonalstyrken, kan du skitse et nyt kraftdiagram for at repræsentere dem. Sluk diagonalstyrken og træk pilene til de enkelte vandrette og lodrette størrelser.

For eksempel, vil i stedet for en enkelt diagonal kraftdiagram nu har en lodret kraft opad med en størrelse på 17,68 N og en vandret kraft peger til højre også med en styrke på 17,68 N.

Tilføj styrkerne i retningerne x og y. Efter at have tegnet det nye kraftdiagram, skal du beregne den resulterende kraft (F_res) opsummering af alle de horisontale kræfter og alle de vertikale kræfter. Husk at holde retningerne af vektorerne ensartede i hele problemet.

For eksempel: De vandrette vektorer er alle x-akse kræfter: F_resx = 17,68 - 10 = 7,68 N.
De lodrette vektorer er alle y-aksens kræfter: F_Resy = 17,68 + 10-10 = 17,68 N.

Video: Kort gennemgang af sammenlægning af kræfter

Beregn størrelsen af vektoren af den resulterende kraft. På dette tidspunkt har du to kræfter: en i x-retningen og den anden i y-retningen. Størrelsen af kraftvektoren er hypotenussen af trekanten dannet af disse to vektorer. Brug blot Pythagoras sætning til at beregne hypotenusen: F_res = √ (F_resx² + F_Resy²).

For eksempel: F_resx = 7,68 N og F_Resy = 17,68 N
Udskift værdierne. F_res = √ (F_resx² + F_Resy²) = √ (7,68² + 17,68²)
Opløs kontoen: F_res = √ (7,68² + 17,68²) = √ (58,98 + 35,36) = √94,34 = 9,71 N.
Kraftstørrelsen er 9,71 N i den øverste højre diagonale retning.