Резултатната сила е сумата от всички сили, които действат на едно и също тяло. Когато тяло или предмет са подложени на действието на няколко сили едновременно, се получава ефект. Действащите сили могат да бъдат заменени от една сила, която поражда същия ефект. Това само сила е резултантната сила известен също като нетно сила и е представен със символа F R .
Ефектът, произведен от F R, ще зависи от неговия размер, посока и посока. Физическите величини, които имат посока и смисъл, са векторни величини.
Резултатни сили. От Ilevanat (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rezultanta.JPG), от Wikimedia Commons
Тъй като силите, действащи върху дадено тяло, са векторни величини, получената сила F R е векторна сума от всички сили и може да бъде представена графично със стрелка, която указва нейната посока и посока.
С получената сила проблемът на тяло, засегнато от няколко сили, се опростява, като се намалява до единична действаща сила.
формула
Математическото представяне на резултиращата сила е векторно сумиране на силите.
F R = ∑ F (1)
∑ F = F 1 + F 2 + F 3 +… F N (2)
F R = Резултатна сила
∑ F = сбор от сили
Обърнете внимание, че резултиращата сила на изразяване (6) не е маркирана с удебелен шрифт и е така, защото тя само изразява числовата стойност. Посоката се определя от ъгъла θ x.
Изразът (6) е валиден за сили, действащи в една и съща равнина. Когато силите действат в пространството, z-компонентът на силата се взема предвид при работа с правоъгълни компоненти.
Решени упражнения
Определят се всички x и y компоненти на силите, действащи върху тялото. Силата F 1 има само един хоризонтален компонент на оста x. Силата F 2 има два компонента F 2х и F 2y, които са получени от синус и косинус функции на ъгъл 30 ° с.
F 1x = F 1 = 70N
F 2x = F 2 cos 30 ° = 40 N.cos 30 ° = 34.64N
F 1y = 0
F 2y = F 2 sin 30 ° = 40 sin 30 ° = 20N
∑ F x = 70N + 34.64N = 104.64N
∑ F y = 20N + 0 = 20N
След като получените сили по оста x и y се определят, се получава числовата стойност на получената сила.
F R 2 = (∑ F x) 2 + (∑ F y) 2
Резултатната сила е квадратният корен на сумата от квадратните компоненти на силите
F R = √ (104.64N) 2 + (20N) 2
F R = 106.53N
Ъгълът, образуван от получената сила F R, се получава от следния израз:
θ x = тен -1 (∑ F y / ∑ F x)
θ x = тен -1 (20N / 104,64N) = 10,82 °
Резултатната сила F R е с магнитуд 106,53N и има посока, определена от ъгъла 10,82 °, който прави с хоризонталата.
Препратки
- Dola, G, Duffy, M и Percival, A. Физика. Испания: Хайнеман, 2003 г.
- Avison, J H. Светът на физиката. Индия: Томас Нелсън и синове, 1989г.
- Pinsent, M. Физически процеси. Обединено кралство: Нелсън Томас, 2002 г.
- Ядав, С. К. Инженерна механика. Делхи: Издателство Discovery, 2006.
- Serway, RA и Jewett, J W. Физика за учени и инженери. Калифорния, САЩ: Брукс / Коул, 2010 г.