Bestäm nettoeffekt

Nettokraften är den totala mängden kraft som verkar på ett föremål när man beaktar både dess storlek och riktning. Ett föremål med en nettokraft på noll är stationärt. En obalanserad kraft, eller nettokraft av storleken större eller mindre än noll, resulterar i en acceleration av föremålet. När du har en kraft [[Kräkna kraft|beräknad] eller mätte dess storlek, då är det lätt att kombinera dem och hitta nettokraften på det sättet. Att skissera ett enkelt kraftdiagram och se till att alla krafter är märkta och i rätt riktning gör det lätt att beräkna nettokraften.

Steg

Del 1 av 2: Bestämma nettokraften

Bild med titeln Find Net Force Steg 1
1. Rita ett diagram med fri kropp. Ett frikroppsdiagram är en snabb skiss av ett föremål som illustrerar alla krafter som verkar på föremålet och i vilken riktning dessa krafter verkar. Läs övningen och rita en enkel kontur av föremålet i fråga och pilarna som visar eventuell kraft som verkar på föremålet.
  • Till exempel: Beräkna nettokraften för ett föremål som väger 20 N som ligger på ett bord och skjuts åt höger med 5 N kraft, men som hålls stilla av en friktionskraft på 5 N.
Bild med titeln Find Net Force Steg 2
2. Bestäm de positiva och negativa riktningarna för krafterna. Som standard är pilar som pekar uppåt eller åt höger positiva och pilar som pekar nedåt eller vänster är negativa. Kom ihåg att du kan få flera krafter att verka i samma riktning. Motsatta krafter kommer alltid att ha motsatta tecken (ett positivt, ett negativt)..
  • När du arbetar med flera effektdiagram, se till att anvisningarna är konsekventa.
  • Märk storleken på varje kraft med ett `+` eller `-` tecken baserat på pilens riktning du angav i kraftdiagrammet.
  • Till exempel: Tyngdkraften är en nedåtgående kraft som gör den negativ. Normalkraften är uppåtriktad och därför positiv. Tryckkraften är åt höger vilket gör den positiv, medan friktionskraften motverkar denna kraft åt vänster (negativ).
  • Bild med titeln Find Net Force Steg 3
    3. Märk alla krafter. Se till att märka alla krafter som verkar på föremålet. När ett föremål vilar på en yta finns det nedåtgående gravitation (Fg) och en lika stor kraft i motsatt riktning som kallas normalkraften (Fn). Utöver dessa två krafter måste du märka resten av krafterna som nämns i problemet. Skriv storleken på varje kraft i Newton bredvid den givna etiketten.
  • Ett standardsätt att märka krafter är med stort F och en första bokstav i kraften. Till exempel, om det finns en kraft på grund av friktionen, betecknar du det med Ff.
  • Tyngdkraft: Fg = -20 N
  • Normalkraft: Fn = +20 N
  • Friktionskraft: Ff = -5 N
  • Tryckkraft: Fsid = +5 N
  • Bild med titeln Find Net Force Steg 4
    4. Lägg ihop alla krafter. Nu när du har angett alla krafter med både en riktning och storlek, är allt du behöver göra att lägga ihop dem. Skriv en ekvation för nettokraften (Fbara) där Fbara är summan av alla krafter som verkar på föremålet.
  • Till exempel: Fbara = Fg + fn + ff + fsid = -20 + 20 -5 + 5 = 0 N. Eftersom nettokraften är 0 N, rör sig inte föremålet.
  • Del 2 av 2: Beräkna diagonalkraft

    Bild med titeln Find Net Force Steg 5
    1. Rita ett styrkediagram. När du har en diagonalkraft som verkar på föremålet i en vinkel, måste du justera den horisontella (FX) och vertikal (Fy) hitta komponenter av kraften för att bestämma dess storlek. Du behöver trigonometri och riktningsvinkeln (vanligtvis θ `theta`) för detta. Riktningsvinkeln θ mäts alltid moturs från den positiva x-axeln.
    • Rita kraftdiagrammet inklusive vinkeln för diagonalkraften.
    • Skissa varje pil i rätt riktning som kraften verkar i och markera den med rätt storlek.
    • Till exempel: Skissa diagrammet för ett 10 N föremål med en kraft på 25 N uppåt och till höger i en vinkel på 45°. Det finns också en friktionskraft till vänster om 10 N.
    • Befogenheter inkluderar: Fg = -10 N, Fn = + 10 N, Fsid = 25 N, Ff = -10 N.
    Bild med titeln Find Net Force Steg 6
    2. Beräkna FX och Fy med hjälp avtre trigonometriska förhållanden. (SOS CAS TOA). Använd den diagonala kraften (F) som hypotenusan för en rätvinklig triangel och FXy som benen i den triangeln kan du beräkna vilken som helst.
  • Kom ihåg: CAS är cosinus(θ) = intilliggande/hypotenus. fX = cos θ *F = cos(45°) *25 = 17,68 N.
  • Kom ihåg: SOS är sinus(θ) = motsatt/hypotenus. fy = sin θ *F = sin(45°) *25 = 17,68 N.
  • Observera att flera diagonala krafter kan verka på ett objekt samtidigt, så din FX och Fy av varje styrka i uppgiften måste hitta. Räkna sedan FX-lägg till värden för den totala kraften i horisontell riktning och lägg till Fy-värden för den totala kraften i vertikal riktning.
  • Bild med titeln Find Net Force Steg 7
    3. Redigera effektdiagrammet. Nu när du har beräknat de separata horisontella och vertikala komponenterna av diagonalkraften, kan du skissa ett nytt kraftdiagram som representerar dessa krafter. Radera diagonalkraften och rita istället pilarna för de separata horisontella och vertikala storlekarna.
  • Till exempel, istället för en diagonalkraft kommer diagrammet nu att ha en vertikal kraft som pekar uppåt med en magnitud av 17,68 N och en horisontell kraft som pekar åt höger med en magnitud av 17,68 N.
  • Bild med titeln Find Net Force Steg 8
    4. Lägg ihop alla krafter i x- och y-riktningarna. När du har ritat ett nytt kraftdiagram, beräkna nettokraften (Fbara) genom att lägga ihop alla horisontella krafter och lägga ihop alla vertikala krafter. Kom ihåg att hålla alla vektorriktningar konsekventa under hela problemutarbetningen.
  • Till exempel: Horisontella vektorer är alla krafter längs x-axeln: Fnetx = 17,68 - 10 = 7,68 N.
  • Vertikala vektorer är alla krafter längs y-axeln: Fnety = 17,68 + 10 - 10 = 17,68 N.
  • Bild med titeln Find Net Force Steg 9
    5. Beräkna storleken på nettokraftvektorn. I detta skede har du två krafter: en i x-riktningen och en i y-riktningen. Kraftvektorns storlek är hypotenusan av triangeln som bildas av dessa två komponentvektorer. Använd bara Pythagoras sats för att beräkna hypotenusan: Fbara = (Fnetx + fnety).
  • Till exempel: Fnetx = 7,68 N och Fnety = 17,68 N
  • Använd i ekvationen: Fbara = (Fnetx + fnety) = √ (7,68 + 17,68)
  • Lös: Fbara = √ (7,68 + 17,68) = √(58,98 + 35,36) = √94,34 = 9,71 N.
  • Kraftens storlek är 9,71 N i en diagonal uppåt och till höger.

  • Оцените, пожалуйста статью