Hoe de netto kracht te vinden

De netto kracht is de totale kracht die op een rekening houdend met zowel de grootte als de richting object. Als een object een netto-kracht krijgt die gelijk is aan nul, blijft dat object onbeweeglijk. Indien echter wordt toegepast op een ongebalanceerde kracht of netto kracht groter dan of gelijk aan nul magnitude, zal versnelling optreden op dat object. Als je dat eenmaal hebt gedaan berekend

Inhoud

Stappen

Deel 1bepaal de netto kracht
Deel 2bereken de diagonale sterkte

of afgemeten de omvang van kracht, kunt u het gemakkelijk combineren om de netto kracht te vinden. Als u een eenvoudig krachtdiagram tekent en u ervoor zorgt dat alle krachten in de juiste richting worden geëtiketteerd, is het berekenen van de netto kracht een fluitje van een cent.

stappen

Deel 1
Bepaal de netto kracht

Teken een vrij lichaamsschema. Vrij-lichaam diagrammen zijn een eenvoudige weergave van een object en alle krachten die erop werken, inclusief de richting van die krachten. Lees het probleem zorgvuldig door en teken een schets van het object in kwestie samen met de pijlen die alle krachten voorstellen die op het object inwerken.

Bijvoorbeeld: berekent de netto kracht van een voorwerp dat 20 N weegt op een tafel en wordt naar rechts geduwd met 5 N kracht, maar blijft op zijn plaats vanwege een wrijvingskracht van 5 N.

Het vestigt de positieve en negatieve richtingen van de krachten. Volgens afspraak pijlen omhoog of rechts wanneer de kracht positief en pijlen omlaag of naar links indien negatief worden gebruikt. Vergeet niet dat je meerdere krachten in dezelfde richting kunt laten werken. De krachten die tegenover elkaar staan, altijd tegengestelde tekens (één positief en de ander negatief).

Als u met verschillende krachtdiagrammen gaat werken, zorg er dan voor dat u tijdens het hele proces wat consistentie aanhoudt met betrekking tot de richtingen.

Label de omvang van elke kracht met een teken "+" of "-" gebaseerd op de richting van de pijl die je in het krachtdiagram hebt getekend.

Bijvoorbeeld: de zwaartekracht is een neerwaartse kracht en daarom is deze negatief. Normale kracht wordt naar boven uitgeoefend om het bovenstaande mogelijk te maken. De duwkracht wordt uitgeoefend naar rechts, dus het positief en het werkende wrijvingskracht tegengesteld aan, dat wil zeggen, naar links (dus het is negatief).

Label alle krachten. Zorg ervoor dat alle krachten die op het object werken worden geëtiketteerd. Wanneer een object op een oppervlak rust, is er een neerwaartse kracht, wat de zwaartekracht is (F_g) en een andere kracht in de tegenovergestelde richting die normaalkracht wordt genoemd (F_n). Naast deze twee krachten geeft het de rest van de krachten weer die in het probleem worden genoemd. Schrijf naast elk label de grootte van elke kracht uitgedrukt in Newtons.

Een gestandaardiseerde manier om krachten te labelen is door een hoofdletter F en een subscript met de eerste letter van de kracht te gebruiken. Als er bijvoorbeeld een wrijvingskracht is, moet u deze labelen als F_F.

Zwaartekracht: F_g = -20 N

Normale sterkte: F_n = +20 N

Wrijvingskracht: F_F = -5 N

Duwkracht: F_p = +5 N

Tel de grootheden van alle krachten op. Nu dat je alle krachten met één richting en één magnitude hebt gelabeld, hoef je alleen maar alle krachten toe te voegen. Schrijf de vergelijking van de netto kracht (F_netto), waar F_netto is gelijk aan de som van alle krachten die op het object inwerken.

Bijvoorbeeld: F_netto = F_g + F_n + F_F + F_p = -20 + 20 -5 + 5 = 0 N. Omdat de netto-kracht 0 N is, blijft het object onbeweeglijk.

Deel 2
Bereken de diagonale sterkte

Maak een grafiek van krachten. Wanneer er een diagonale kracht is die inwerkt op een hoek van het object, moet u de horizontale componenten (F_X) en verticaal (F_en) van kracht om de omvang ervan te vinden. U zult trigonometrische functies en de richtingshoek moeten gebruiken (meestal θ "theta"). De richtingshoek θ wordt altijd met de klok mee gemeten uitgaande van het positieve kwadrant van de x-as.

Teken het krachtdiagram inclusief de hoek van de diagonale kracht.
Teken de pijlen volgens de richting waarin elke kracht inwerkt en label ze met de bijbehorende magnitude.
Bijvoorbeeld: tekening een objectdiagram 10 N waaraan wordt toegevoerd een kracht van 25 N naar boven en rechts onder een hoek van 45 °. Er is ook een wrijvingskracht van 10 N aan de linkerkant.
De krachten zijn F_g = -10 N, F_n = + 10 N, F_p = 25 N, F_F = -10 N.

Bereken (F_X) en (F_en) met behulp van de drie trigonometrische verhoudingen basic (SOH CAH TOA). Gebruik van de diagonale kracht (F) als hypotenusa van een rechthoekige driehoek en (F)_X) en (F_en) Als de poten van de driehoek kun je elk van de krachten berekenen.

Onthoud dat CAH het volgende betekent: cosinus (θ) = aangrenzend / hypotenusa. F_X = cos θ * F = cos (45 °) * 25 = 17,68 N.

Onthoud dat SOH het volgende betekent: sinus (θ) = tegenover / hypotenusa. F_en = sin θ * F = sen (45 °) * 25 = 17,68 N.

Merk op dat er verschillende diagonale krachten tegelijkertijd op een object kunnen werken, daarom zul je moeten zoeken (F_X) en (F_en) voor elk van de krachten van het probleem. Vervolgens moet u de waarden toevoegen (F_X) om de totale kracht in de horizontale richting en de waarden (F_en) om de totale kracht in verticale richting te verkrijgen.

Teken het krachtdiagram opnieuw. Nu u de horizontale en verticale componenten van de diagonale krachten hebt berekend, kunt u een nieuw krachtdiagram tekenen om ze weer te geven. Wis de diagonale kracht en teken de pijlen van de verticale en horizontale magnitude.

In plaats van een diagonale kracht heeft het diagram bijvoorbeeld een verticale kracht die naar boven wijst met een grootte van 17,68 N en een andere horizontale kracht die naar rechts wijst met een grootte van 17,68 N.

Voeg alle krachten in de x-richting en de krachten in de y-richting toe. Nadat u het nieuwe krachtdiagram hebt getekend, berekent u de netto kracht (F_netto) het toevoegen van alle verticale componenten aan de ene kant en alle horizontale aan de andere kant. Vergeet niet om de consistentie tussen alle richtingen van de probleemvectoren te behouden.

Bijvoorbeeld: de horizontale vectoren zijn alle krachten die zich langs de x-as uitstrekken: F_netto_X = 17,68 - 10 = 7,68 N.

De verticale vectoren zijn alle krachten die zich langs de y-as uitstrekken: F_netto_en = 17,68 + 10 - 10 = 17,68 N.

Bereken de grootte van de nettokrachtvector. Op dit punt heb je twee krachten: één in de richting van x en één in de richting van y. De grootte van de krachtvector is de hypotenusa van de driehoek gevormd door deze twee componentvectoren. Gebruik eenvoudig de stelling van Pythagoras om de hypotenusa te berekenen: F_netto = √ (F_netto_X + F_netto_en).

Bijvoorbeeld: F_netto_X = 7,68 N en F_netto_en = 17,68 N

Vervang de waarden in de vergelijking: F_netto = √ (F_netto_X + F_netto_en) = √ (7,68 + 17,68)

Los op: F_netto = √ (7.68 + 17.68) = √ (58.98 + 35.36) = √94.34 = 9.71 N.

De grootte van de kracht is 9.71 N diagonaal naar boven en naar rechts.

Delen op sociale netwerken:

Verwant