Sadržaj

• Koraci

Rezultirajuća sila je količina sile koja djeluje na objekt uzimajući u obzir njegovu veličinu i smjer. Predmet s neto silom jednakom nuli miruje. Neuravnotežena sila ili sila koja proizlazi iz intenziteta većeg ili manjeg od nule rezultira ubrzanjem objekta. Nakon izračunavanja ili mjerenja veličine sile pronalazak rezultirajuće sile prilično je jednostavan. Da biste olakšali postupak, sastavite jednostavan dijagram i identificirajte sve sile i njihove pravilne smjerove.

Koraci

Dio 1 od 2: Utvrđivanje rezultirajuće sile

1. 

   Nacrtajte dijagram slobodnog tijela. Dijagram slobodnog tijela obris je predmeta koji ilustrira sve sile koje na njega djeluju, kao i njihove upute. Shvatite problem i nacrtajte jednostavnu skicu predmetnog predmeta zajedno sa strelicama koje predstavljaju sile koje na njega djeluju.
   • Na primjer: izračunajte silu koja je rezultat predmeta težine 20 N na stolu koji je silom od 5 N gurnut udesno, ali koja je zaustavljena zbog sile trenja 5 N.

2. 

   
   
   Definirajte pozitivni i negativni smjer sila. Zadana je upotreba strelica gore ili desno za predstavljanje pozitivnih sila, a strelica dolje ili lijevo za predstavljanje negativnih sila. Imajte na umu da je moguće imati više sila koje rade u istom smjeru. Suprotstavljene snage imat će različite znakove (pozitivne i negativne).
   • Ako radite s dijagramom s više sila, ne zaboravite držati upute dosljednima.
   • Označite veličinu svake sile znakovima "+" ili "-" na temelju smjera strelica nacrtanih na dijagramu.
   • Na primjer: sila gravitacije je sila prema dolje, pa je negativna. Normalna snaga je prema gore, pa je pozitivna. Pokretačka sila okrenuta je udesno (pozitivno), dok sila trenja djeluje u suprotnom smjeru, odnosno u lijevo (negativno).

3. 

   
   
   Prepoznajte sve sile. Ne zaboravite pravilno prepoznati sve sile koje djeluju na objekt. Kada objekt miruje na površini, postoji sila gravitacije (F_g) i ekvivalentnu silu u suprotnom smjeru koja se naziva normalna sila (F_n). Uz ove dvije sile, identificirajte i one dane u izjavi o problemu. Uz njihovu identifikaciju zabilježite veličinu svake sile u Newtonima.
   • Standardni način prepoznavanja sila je velikim slovom "F" i indeksom prvog slova vašeg imena. Na primjer, ako postoji sila trenja, identificirajte je kao F_The.
   • Sila gravitacije: F_g = -20 N
   • Normalna sila: F_n = +20 N
   • Sila trenja: F_The = -5 N
   • Sila potiska: F_ja = +5 N

4. 

   
   
   Dodajte veličinu svih sila. Sad kad su svi identificirani (u smjeru i veličini), možete ih zbrojiti. Napišite formulu za rezultirajuću silu (F_rez), gdje je F_rez) ekvivalentan je zbroju svih sila koje djeluju na dani objekt.
   • Na primjer: F_rez = F_g + F_n + F_The + F_ja = -20 + 20 -5 + 5 = 0 N. Budući da je rezultirajuća sila jednaka 0 N, objekt miruje.

Dio 2 od 2: Proračun dijagonalne sile

1. 

   Skicirajte dijagonalnu silu. Kada na objekt djeluje dijagonalna sila, potrebno je pronaći vodoravne komponente (F_x) i vertikalni (F_g) sila za pronalaženje njihovih veličina. Morat ćete upotrijebiti trigonometriju i smjerni kut (obično θ "theta"). Smjerni kut θ uvijek se mjeri u smjeru suprotnom od kazaljke na satu od pozitivne osi x.
   • Nacrtajte dijagram sile uključujući dijagonalni kut.
   • Skicirajte svaku strelicu u ispravnom smjeru u kojem djeluje sila i odredite veličinu.
   • Na primjer: napravite dijagram predmeta s težinom od 10 N koji djeluje snagom od 25 N prema gore i udesno pod kutom od 45º. Tu je i sila trenja od 10 N lijevo.
   • Uključene snage: F_g = -10 N, F_n = + 10 N, F_ja = 25 N, F_The = -10 N.

2. 

   Izračunaj F_x i F_g koristiti tri osnovna trigonometrijska omjera (sinus, kosinus i tangenta). Koristeći dijagonalnu silu (F) kao hipotenuzu pravokutnog trokuta i F_x i F_g poput stranica pravokutnog trokuta, možete izračunati svaku od sila.
   • Zapamtite: kosinus (θ) = susjedni kut / hipotenuza. F_x = cos θ * F = cos (45 °) * 25 = 17,68 N.
   • Zapamtite: sinus (θ) = suprotni kut / hipotenuza. F_g = grijeh θ * F = grijeh (45 °) * 25 = 17,68 N.
   • Imajte na umu da na objekt može djelovati više dijagonalnih sila istovremeno, pa ćete morati pronaći F_x i F_g za svaku snagu problema. Stoga dodajte vrijednosti F_x da se dobije ukupna sila vodoravnog smjera i dodaju vrijednosti F_g da se dobiju ukupne vertikalne sile.

3. 

   Ponovo nacrtajte dijagram čvrstoće. Sada kada ste izračunali pojedinačne vodoravne i okomite komponente dijagonalne sile, možete skicirati novi dijagram sila koji će ih prikazati. Izbrišite dijagonalnu silu i nacrtajte strelice za pojedinačne vodoravne i okomite veličine.
   • Na primjer, umjesto jedne dijagonalne sile, dijagram će sada imati vertikalnu silu usmjerenu prema gore magnitude 17,68 N i vodoravnu silu usmjerenu udesno magnitude također 17,68 N.

4. 

   Zbrojimo sile smjerova x i y. Nakon crtanja novog dijagrama sile, izračunajte rezultirajuću silu (F_rez) zbrajanjem svih vodoravnih sila i svih okomitih sila. Ne zaboravite da upute vektora budu konzistentne tijekom cijelog problema.
   • Na primjer: vodoravni vektori su sve sile x osi: F_resx = 17,68 - 10 = 7,68 N.
   • Okomiti vektori su sve sile y osi: F_resy = 17,68 + 10 - 10 = 17,68 N.

5. 

   Izračunajte veličinu rezultirajućeg vektora sile. U ovom trenutku imate dvije sile: jednu u smjeru x i jednu u smjeru y. Veličina vektora sile je hipotenuza trokuta koji čine ova dva vektora. Dovoljno je upotrijebiti Pitagorin teorem za izračunavanje hipotenuze: F_rez = √ (F_resx + F_resy).
   • Na primjer: F_resx = 7,68 N i F_resy = 17,68 N
   • Zamijenite vrijednosti. F_rez = √ (F_resx + F_resy) = √ (7,68 + 17,68)
   • Riješi račun: F_rez = √ (7,68 + 17,68) = √ (58,98 + 35,36) = √94,34 = 9,71 N.
   • Veličina sile je 9,71 N u gornjem desnom dijagonalnom smjeru.