Hvordan finder du den kumulative virkning af to eller flere kræfter, der virker på et objekt?

1. Forståelse af kræfter som vektorer

* kraft er en vektormængde, hvilket betyder, at den har både størrelse (styrke) og retning.

* Vi repræsenterer kræfter grafisk som pile. Pilens længde repræsenterer størrelsen, og pilens retning indikerer styrkens retning.

2. Metoder til vektortilsætning

Der er to hovedmetoder til tilføjelse af vektorer:

* grafisk metode (tip-to-tail)

* Tegn den første kraftvektor.

* Fra spidsen af ​​den første vektor, skal du tegne den anden kraftvektor.

* Den resulterende (kumulative) kraft er den vektor, der er trukket fra halen af ​​den første vektor til spidsen af ​​den anden vektor. Dette skaber en trekant.

* analytisk metode (trigonometri)

* Løs hver kraft i dens vandrette og lodrette komponenter (ved hjælp af sinus og kosinus).

* Tilføj de vandrette komponenter og de lodrette komponenter separat.

* Brug Pythagorean -sætningen til at finde størrelsen af ​​den resulterende kraft.

* Brug arctangent -funktionen til at finde retningen af ​​den resulterende kraft.

3. Eksempel

Lad os sige, at vi har to kræfter, der handler på et objekt:

* kraft 1: 10 Newtons til højre

* kraft 2: 5 Newtons opad

Grafisk metode:

1. Tegn en 10 Newton -pil til højre.

2. fra spidsen af ​​den første pil, tegne en 5 Newton -pil opad.

3. den resulterende kraft er den diagonale linje, der forbinder halen på den første pil til spidsen af ​​den anden pil.

Analytisk metode:

1. kraft 1:

* Horisontal komponent:10 Newton (da det er helt vandret)

* Lodret komponent:0 Newton

2. kraft 2:

* Horisontal komponent:0 Newtons (da det er helt lodret)

* Lodret komponent:5 Newton

3. resulterende kraft:

* Horisontal komponent:10 Newton + 0 Newton =10 Newton

* Lodret komponent:0 Newtons + 5 Newtons =5 Newtons

4. Størrelse: √ (10² + 5²) =√125 ≈ 11.18 Newton

5. retning: Arctan (5/10) ≈ 26,57 ° over den vandrette

Konklusion

Den kumulative virkning af de to kræfter er en kraft på ca. 11,18 Newton i en vinkel på 26,57 ° over vandret.

Nøglepunkt: Den kumulative effekt af flere kræfter kaldes nettokraften . Denne nettokraft bestemmer objektets acceleration i henhold til Newtons anden lov (F =MA).