Ero tasapainoisten ja epätasapainoisten joukkojen välillä

Sisällysluettelo:

Tärkein ero - tasapainoiset vs. epätasapainoiset voimat
Mitä ovat tasapainoiset voimat
Mitä ovat epätasapainoiset voimat
Ero tasapainoisten ja epätasapainoisten joukkojen välillä

Tärkein ero - tasapainoiset vs. epätasapainoiset voimat

Kun ajattelemme kehoon vaikuttavia voimia, voimat voivat joko olla tasapainoinen tai epätasapainoinen. Suurin ero tasapainoisten ja epätasapainoisten voimien välillä on se, että kun voimat on tasapainotettu, kehon nettovoima on 0, kun taas runkoon vaikuttava nettovoima ei ole 0, jos voimat ovat epätasapainossa.

Mitä ovat tasapainoiset voimat

Kehoon vaikuttavat voimat ovat tasapainossa, jos niiden vektorisumma on 0eli kehoon ei vaikuta nettovoima. Newtonin liikelakien mukaan keho ei siis kiihdy. Tämä tarkoittaa, että jos keho on levossa, se pysyy levossa ja jos keho on liikkeessä, se liikkuu edelleen samalla nopeudella suorassa linjassa. Jos keho liikkuu samalla nopeudella, mutta ei liiku suorassa linjassa, kehoon kohdistuvat voimat eivät ole tasapainossa ja keho kiihtyy.

Tasapainoiset voimat - esimerkkejä

Otetaan yksinkertainen esimerkki. Alla olevan kaavion koirat vetävät molemmat kangaspalasta. Oletetaan, että molemmat koirat vetävät kangasta 50 N voimalla vastakkaisiin suuntiin, kaksi voimaa kumoaisivat toisensa ja tuloksena oleva tai nettovoima olisi 0. Tässä voimat ovat tasapainossa ja kangas ei liiku.

Tasapainoinen voima_ Koirat, jotka pelaavat köydenvetoa

Ajattele mukia, joka lepää pöydällä. Se, että muki ei liiku, ei välttämättä tarkoita, että mukiin ei vaikuta voimat. Mukissa on aina painovoima, joka yrittää vetää sitä alas (tässä oletetaan, että puhumme mukista maan päällä!), Mutta painovoima kumoaa ylöspäin suuntautuvan reaktiovoiman, joka kohdistuu mukiin. Toisin sanoen voimat ovat tasapainossa, ja siksi muki ei liiku.

Tasausjoukot

Otetaan esimerkki, jossa kehoa vetää 3 rinnakkaista voimaa (eli ne kaikki toimivat samalla tasolla). Jos keho pysyy edelleen levossa, tiedämme, että siihen kohdistuvat voimat ovat tasapainossa. Alla olevassa kaaviossa meillä on kaksi voimaa

toimivat suorassa kulmassa toisiinsa nähden ja kolmanteen voimaan

toimii kulmassa

pystysuoraan. Jos ne ovat tasapainossa, voimme luoda suhteen kahden voiman välillä

ja kulma

Ensinnäkin, kun otetaan voimat pystysuoraan,

Vaakasuunnassa saamme

Kun jaamme ensimmäisen yhtälön ensimmäisellä, saamme

Jos kolme rinnakkaista voimaa on tasapainossa ja ne tekevät eri kulmat toisiinsa, etsi vain kunkin voiman komponentit kahdesta kohtisuorasta suunnasta. Tällöin komponenttien vektorisumman tulee olla joka suunnassa 0.

Mitä ovat epätasapainoiset voimat

Kun sanomme, että kehon voimat ovat epätasapainossa, tarkoitamme, että tuloksena on nettovoima. Kuten tavallista, löydämme tuloksena olevan voiman etsimällä voimien vektorisumman. Osoittaaksemme, että otamme voimien summan tai tuloksen, kirjoitamme

kuten

Newtonin toisen lain mukaan, jos tuloksena oleva voima

vaikuttaa kehoon, jolla on massa

, sitten keho kiihtyy

tuloksena olevan voiman suuntaan. Otetaan esimerkkinä toinen köydenveto: tällä kertaa ihmisen ja koiran välillä:

Sodanveto: koira vastaan ihminen

Kuvassa voimat näyttävät olevan tasapainossa. Kuvittele kuitenkin, mitä tapahtuisi, jos koira vetäisi kangasta 60 N voimalla, kun taas nainen vetäisi sitä 60,25 N voimalla vastakkaiseen suuntaan. Nyt naiseen kohdistuu epätasapainoinen 0,25 N voima. Jos paidan massa on 3 g, paidan kiihtyvyys naista kohti olisi: