ההבדל העיקרי - כוחות מאוזנים מול לא מאוזנים

כאשר אנו חושבים על כוחות הפועלים על גוף, הכוחות יכולים להיות גם כן מְאוּזָן אוֹ בִּלתִי מְאוּזָן. ההבדל העיקרי בין כוחות מאוזנים וחסרי איזון הוא שכאשר הכוחות מאוזנים, הכוח נטו על הגוף הוא 0, ואילו הכוח נטו הפועל על גוף אינו 0 אם הכוחות אינם מאוזנים.

מהם כוחות מאוזנים

הכוחות הפועלים על גוף מאוזנים אם סכום הווקטור שלהם הוא 0כלומר אין כוח נטו הפועל על הגוף. על פי חוקי התנועה של ניוטון, אם כן, הגוף לא יאיץ. המשמעות היא שאם הגוף במנוחה הוא ימשיך להישאר במנוחה ואם הגוף בתנועה הוא ימשיך לנוע באותה מהירות בקו ישר. אם הגוף נע באותה מהירות אך אינו נע בקו ישר, אזי הכוחות על הגוף אינם מאוזנים והגוף מאיץ.

כוחות מאוזנים - דוגמאות

ניקח דוגמא פשוטה. הכלבים בתרשים להלן מושכים שניהם בפיסת בד. נניח ששני הכלבים מושכים את הבד בכוח של 50 N לכיוונים מנוגדים, שני הכוחות היו מבטלים אחד את השני והתוצאה או הכוח נטו יהיה 0. כאן הכוחות מאוזנים והבד לא זז.

מאוזני כוח_ כלבים משחקים משיכת משיכה

תחשוב על ספל מונח על השולחן. העובדה שהספל לא זז אין פירושה בהכרח שאין כוחות הפועלים על הספל. תמיד יש כוח משיכה הפועל על הספל, מנסה למשוך אותו כלפי מטה (כאן אנו מניחים שאנו מדברים על ספל על כדור הארץ!), אולם כוח הכבידה מתבטל על ידי כוח תגובה כלפי מעלה המופעל על ידי השולחן על הספל. במילים אחרות, הכוחות מאוזנים ובגלל זה הספל לא זז.

כוחות קופלאר

ניקח דוגמא שבה גוף נמשך על ידי 3 כוחות קופלאנריים (כלומר כולם פועלים באותו מישור). אם הגוף ממשיך להישאר במנוחה, אז אנו יודעים שהכוחות עליו מאוזנים. בתרשים להלן, יש לנו שני כוחות

ו

פועלים בזוויות ישרות זה לזה וכוח שלישי

פועל בזווית

אל האנכי. אם הם מאוזנים, אז נוכל לפתור מערכת יחסים בין שני הכוחות

ו

והזווית

.

ראשית, לוקחים את הכוחות בצורה אנכית,

.

אופקית, אנחנו מקבלים

.

אם נחלק את המשוואה הראשונה על ידי הראשונה, נקבל,

אם שלושה כוחות קופלאנריים מאוזנים והם יוצרים זוויות שונות אחד עם השני, פשוט מצאו מרכיבים של כל כוח לאורך שני כיוונים בניצב. אז סכום הווקטור של הרכיבים לכל כיוון צריך להיות 0.

מהם כוחות לא מאוזנים

כאשר אנו אומרים שכוחות על גוף אינם מאוזנים, אנו מתכוונים לכך שיש כוח נטו שנוצר. כרגיל, אנו מוצאים את הכוח שנוצר על ידי מציאת סכום הווקטור של הכוחות. כדי לציין שאנו לוקחים את הסכום או את התוצאה של הכוחות, אנו כותבים

כפי ש

.

על פי החוק השני של ניוטון, אם כוח כתוצאה מכך

פועל על גוף בעל מסה

, אז הגוף היה עובר האצה של

בכיוון הכוח שנוצר. ניקח כדוגמא משיכה נוספת: הפעם בין אדם לכלב:

משיכה: כלב נגד אדם

בתמונה הכוחות נראים מאוזנים. עם זאת, תארו לעצמכם מה יקרה אם הכלב ימשוך את הבד בעוצמה של 60 נ 'ואילו האישה תמשוך אותו בכוח של 60.25 נ' בכיוון ההפוך. כעת, יהיה כוח לא מאוזן של 0.25 N כלפי האישה. אם מסת החולצה היא 3 גרם, האצת החולצה כלפי האישה תהיה:

ההבדל בין כוחות מאוזנים וחסרים מאוזנים

כוח נטו

ל כוחות מאוזנים, הכוח נטו הוא 0.

ל כוחות לא מאוזנים, הכוח נטו אינו 0.

תְאוּצָה

כוחות מאוזנים לא גורם להאצה.

כוחות לא מאוזנים לגרום להאצה.

תמונה באדיבות

"משיכת מלחמה" מאת PROgarlandcannon (עבודה משלו) [CC BY-SA 2.0], באמצעות פליקר

"משיכת מלחמה" מאת PROCary Bass-Deschenes (יצירה משלו) [CC BY-SA 2.0], באמצעות פליקר (שונה)