Hvad er en ubalanceret kraft?

Ifølge Newtons bevægelseslove er en ubalanceret kraft, der forårsager en ændring i bevægelsen af ​​objektet, som kraften påføres. Et objekt i ro eller et objekt i konstant bevægelse fortsætter i ro eller uændret bevægelse, medmindre den udsættes for en ubalanceret kraft. I så fald accelererer objektet i kraftens retning i overensstemmelse med ligningen: kraft er lig med masse gange acceleration. En ubalanceret kraft fortsætter med at fremskynde et objekt indtil, indtil en ny modkraft opbygges, og der etableres en ny styrkebalance. Den accelererede objekt opretholder derefter en stabil hastighed, og den tidligere ubalancerede kraft er afbalanceret af den nye kraft.

TL; DR (for lang, ikke læst)

En ubalanceret kraft er en kraft, der ændrer position, hastighed eller retning af objektet, som det påføres. Den ubalancerede kraft accelererer objektet med accelerationen, som er direkte proportional med størrelsen af ​​kraften og omvendt proportional med objektets masse.

Hvordan ubalancerede kræfter arbejder

I en stabil tilstand er alle kræfter er afbalanceret med alle genstande enten i ro eller i en bestemt retning med en fast hastighed. Hvis en kraft begynder at stige eller en ny kraft indføres, kan situationen ændre sig, afhængigt af styrken af ​​den stigende eller den nye kraft. Hvis den stigende kraft eller den nye kraft er svag, etableres en ny styrkebalance, og intet ændres. Hvis den stigende eller nye kraft bliver for stærk til den eksisterende styrkebalance, vil objekter accelerere, flytte og ændre deres position eller hastighed. Situationen vil fortsætte med at ændre sig, indtil der opnås en ny kræftsaldo.

For eksempel er en bil, der ruller i neutral på en lige, flad motorvej, underlagt flere afbalancerede og ubalancerede kræfter. Vægten af ​​bilen, der skubbes ned, er nøjagtigt afbalanceret af fortovets kraft. Bilen accelererer derfor ikke op eller ned. Friktionen af ​​de dæk, der ruller på fortovet og modstanden af ​​luften, er to ubalancerede kræfter, der virker for at decelerere bilen. Trækkelsen i bilen holder bilen rullende, men de to ubalancerede kræfter sænker den til et stop. Når bilen stopper, er alle kræfter i balance igen, og der er ingen ny acceleration, medmindre føreren starter bilen og kører væk og tilføjer en ny ubalanceret kraft, der overvinder de to foregående kræfter.

Almindelige ubalancerede kræfter

Fælles kræfter, der ofte er ubalancerede, omfatter tyngdekraften og de anvendte kræfter. Når disse styrker er ubalancerede, objekter accelererer, ændrer deres position og finder nye konfigurationer, for hvilke alle kræfter er igen afbalanceret.

Vægten af ​​en genstand er den kraft, der udøves af tyngdekraften på objektet. Hvis et æble hænger i et træ, afbalanceres den nedadgående kraft af tyngdekraften af ​​den opadgående kraft af æbles stamme knyttet til en gren. Når æblet er modent, bliver stammen løsgjort. I det øjeblik bliver den opadgående kraft nul, og der er en ubalanceret tyngdekraft nedad. Æblet falder. Når den rammer jorden, giver jorden en ny opadgående kraft svarende til tyngdekraften, og situationen er igen afbalanceret.

Anvendte kræfter er vigtige, fordi de er vant til at flytte objekter i overensstemmelse med specifikke formål. For at flytte et spisebord til den anden side af rummet mod en væg, anvender en eller flere personer en kraft ved at skubbe den. Før den nye kraft påføres, er alt i balance.

Først kan folk ikke skubbe meget hårdt, og bordet bevæger sig ikke. Så skubber folk på bordet og deres fødder skubber på gulvet med friktionskraften. På samme måde skubber bordet tilbage med en lige kraft på grund af friktionen af ​​sine ben på gulvet. Til sidst presser folkene hårdt nok til at skabe en ubalanceret kraft for at overvinde bordets friktion, og bordet accelererer til at glide over gulvet. Når folkene har skubbet det mod muren, er der en ny magtbalance og en ny, stabil tilstand. I alle disse tilfælde giver ubalancerede kræfter en genopretning af objekter til en ny, afbalanceret situation.