Forskellen mellem balancerede og ubalancerede kræfter

Indholdsfortegnelse:

Hovedforskel - Balancerede kontra ubalancerede kræfter
Hvad er balancerede kræfter
Hvad er ubalancerede kræfter
Forskellen mellem balancerede og ubalancerede kræfter

Hovedforskel - Balancerede kontra ubalancerede kræfter

Når vi tænker på kræfter, der virker på et legeme, kan kræfterne enten være det afbalanceret eller ubalanceret. Hovedforskellen mellem afbalancerede og ubalancerede kræfter er, at når kræfterne er afbalanceret, er nettokraften på kroppen 0, hvorimod nettokraften, der virker på et legeme, ikke er 0, hvis kræfterne er i ubalance.

Hvad er balancerede kræfter

Kræfter, der virker på et legeme, er afbalanceret, hvis deres vektorsum er 0dvs. der er ingen nettokraft, der virker på kroppen. Ifølge Newtons bevægelseslove vil kroppen ikke accelerere. Det betyder, at hvis kroppen er i ro, vil den blive ved med at blive i ro, og hvis kroppen er i bevægelse, vil den fortsætte med at bevæge sig med samme hastighed i en lige linje. Hvis kroppen bevæger sig med samme hastighed, men ikke bevæger sig i en lige linje, så er kræfterne på kroppen ikke afbalanceret, og kroppen accelererer.

Balancerede kræfter - eksempler

Lad os tage et enkelt eksempel. Hundene i diagrammet herunder trækker begge i et stykke klud. Antag, at begge hunde trækker i kluden med en kraft på 50 N i modsatte retninger, de to kræfter ville annullere hinanden, og den resulterende eller nettokraften ville være 0. Her er kræfterne afbalanceret, og kluden ville ikke bevæge sig.

Balanceret Force_ Hunde, der spiller tovtrækkeri

Tænk på et krus, der hviler på bordet. Det faktum, at kruset ikke bevæger sig, betyder ikke nødvendigvis, at der ikke virker kræfter på kruset. Der virker altid tyngdekraften på kruset og forsøger at trække det ned (her antager vi, at vi taler om et krus på Jorden!), Men tyngdekraften annulleres af en opadgående reaktionskraft, der udøves af bordet på kruset. Med andre ord er kræfterne afbalancerede, og det er derfor kruset ikke bevæger sig.

Coplanar styrker

Lad os tage et eksempel, hvor et legeme bliver trukket af 3 coplanære kræfter (dvs. at de alle virker langs det samme plan). Hvis kroppen fortsætter med at blive i ro, så ved vi, at kræfterne på den er afbalanceret. I diagrammet herunder har vi to kræfter

der virker vinkelret på hinanden og en tredje kraft

handler i en vinkel

til lodret. Hvis de er afbalancerede, kan vi finde ud af et forhold mellem de to kræfter

og vinklen

Først tager vi kræfterne lodret,

Horisontalt får vi

Ved at dele den første ligning med den første får vi,

Hvis tre coplanære kræfter er afbalanceret, og de laver forskellige vinkler med hinanden, skal du blot finde komponenter i hver kraft langs to vinkelrette retninger. Derefter skal vektorsummen af komponenterne langs hver retning være 0.

Hvad er ubalancerede kræfter

Når vi siger, at kræfter på et legeme er i ubalance, mener vi, at der er en netto resulterende kraft. Som sædvanlig finder vi den resulterende kraft ved at finde vektorsummen af kræfterne. For at angive, at vi tager summen eller resultatet af kræfter, skriver vi

som

Ifølge Newtons anden lov, hvis en resulterende kraft på

virker på en krop med masse

, så ville kroppen gennemgå en acceleration af

i retning af den resulterende kraft. Lad os tage endnu en tovtrækkeri som eksempel: denne gang mellem et menneske og en hund:

Togkamp: Hund vs.Menneske

På billedet virker kræfterne afbalancerede. Forestil dig dog, hvad der ville ske, hvis hunden trak i kluden med en kraft på 60 N, mens kvinden trak den med en kraft på 60,25 N i den modsatte retning. Nu vil der være en ubalanceret kraft på 0,25 N mod kvinden. Hvis trøjenes masse er 3 g, vil trøjenes acceleration mod kvinden være: