Tuloksena oleva voima on kaikkien samaan vartaloon vaikuttavien voimien summa. Kun vartalo tai esine altistetaan useiden voimien toiminnalle samanaikaisesti, tapahtuu vaikutus. Toimivat voimat voidaan korvata yhdellä voimalla, joka tuottaa saman vaikutuksen. Tämä ainoa voima on tuloksena voima tunnetaan myös verkko voima ja se esitetään symbolilla F R .
F R: n tuottama vaikutus riippuu sen koosta, suunnasta ja suunnasta. Fysikaaliset suuret, joilla on suunta ja miele, ovat vektorimääriä.
Tuloksena olevat voimat. Kirjoittaja Ilevanat (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rezultanta.JPG), Wikimedia Commonsista
Koska vartaloon vaikuttavat voimat ovat vektorisuureita, tuloksena oleva voima F R on kaikkien voimien vektorisumma ja voidaan esittää graafisesti nuolella, joka osoittaa sen suunnan ja suunnan.
Tuloksena olevalla voimalla useiden voimien vaikutuksen alaisen ruumiin ongelmaa yksinkertaistetaan vähentämällä se yhdeksi toimivaksi voimaksi.
Kaava
Tuloksena olevan voiman matemaattinen esitys on voimien summaus vektoreina.
F R = ∑ F (1)
∑ F = F 1 + F 2 + F 3 +… F N (2)
F R = tuloksena oleva voima
∑ F = joukkojen summa
Huomaa, että tuloksena olevaa lausekevoimaa (6) ei ole korostettu lihavoidulla kirjasintyypillä, koska se ilmaisee vain numeerisen arvon. Suunta määräytyy kulman θ x avulla.
Lauseke (6) on voimassa voimille, jotka toimivat samalla tasolla. Kun voimat vaikuttavat avaruudessa, voiman z-komponentti otetaan huomioon työskenneltäessä suorakaiteen muotoisten komponenttien kanssa.
Ratkaistuja harjoituksia
Kaikki vartaloon vaikuttavien voimien x ja y-komponentit määritetään. Voimalla F 1 on vain yksi vaakakomponentti x-akselilla. Voima F- 2 on kaksi komponenttia F 2x ja F 2y, jotka saadaan sini- ja kosini toimintoja kulma 30 °.
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
Kun syntyvät voimat x- ja y-akselilla on määritetty, jatkamme tuloksena olevan voiman numeerisen arvon saamista.
F R 2 = (Σ F x) 2 + (Σ F y) 2
Tuloksena oleva voima on voimien neliökomponenttien summan neliöjuuri
F R = √ (104.64N) 2 + (20N) 2
F R = 106.53N
Tuloksena olevan voiman F R muodostama kulma saadaan seuraavasta lausekkeesta:
θ x = tan -1 (∑ F y / ∑ F x)
θ x = tan -1 (20N / 104.64N) = 10,82 °
Tuloksena olevan voiman F R suuruus on 106,53N, ja sen suunnan määrää 10,82 ° kulma, jonka se muodostaa vaakasuoran kanssa.
Viitteet
- Dola, G, Duffy, M ja Percival, A. Fysiikka. Espanja: Heinemann, 2003.
- Avison, J H. Fysiikan maailma. Intia: Thomas Nelson ja Sons, 1989.
- Pinsent, M. Fyysiset prosessit. Iso-Britannia: Nelson Thomas, 2002.
- Yadav, S K. Engineering Mechanics. Delhi: Discovery-kustantamo, 2006.
- Serway, RA ja Jewett, J W. Fysiikka tutkijoille ja insinööreille. Kalifornia, USA: Brooks / Cole, 2010.