De resulterende kracht is de som van alle krachten die op hetzelfde lichaam inwerken. Wanneer een lichaam of object wordt onderworpen aan de werking van meerdere krachten tegelijkertijd, treedt een effect op. Inwerkende krachten kunnen worden vervangen door een enkele kracht die hetzelfde effect produceert. Het enige kracht is de resulterende kracht ook wel netto kracht en wordt weergegeven door het symbool F R .
Het effect dat door F R wordt geproduceerd , hangt af van de grootte, richting en richting. Fysieke grootheden die richting en gevoel hebben, zijn vectorgrootheden.
Resulterende krachten. Door Ilevanat (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rezultanta.JPG), van Wikimedia Commons
Aangezien de krachten die op een lichaam inwerken, vectorgrootten zijn, is de resulterende kracht F R een vectorsom van alle krachten en kan grafisch worden weergegeven met een pijl die hun richting en richting aangeeft.
Met de resulterende kracht wordt het probleem van een lichaam dat door verschillende krachten wordt beïnvloed, vereenvoudigd door het terug te brengen tot een enkele werkende kracht.
Formule
De wiskundige weergave van de resulterende kracht is een vector-optelling van de krachten.
F R = ∑ F (1)
∑ F = F 1 + F 2 + F 3 +… F N (2)
F R = resulterende kracht
∑ F = som van krachten
Merk op dat de resulterende kracht van uitdrukking (6) niet vetgedrukt is gemarkeerd en dat dit komt omdat het alleen de numerieke waarde uitdrukt. De richting wordt bepaald door de hoek θ x .
Uitdrukking (6) is geldig voor krachten die in hetzelfde vlak werken. Wanneer krachten in de ruimte werken, wordt bij het werken met rechthoekige componenten rekening gehouden met de z-component van de kracht.
Opgeloste oefeningen
Alle x- en y-componenten van de krachten die op het lichaam inwerken, worden bepaald. De kracht F 1 heeft slechts één horizontale component op de x-as. De kracht F 2 heeft twee componenten F 2x en F 2y die worden verkregen uit de sinus- en cosinusfuncties van de hoek 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 = 70 N + 34,64 N = 104,64 N
∑ F y = 20N + 0 = 20N
Zodra de resulterende krachten op de x- en y-as zijn bepaald, gaan we verder met het verkrijgen van de numerieke waarde van de resulterende kracht.
F R 2 = (∑ F X ) 2 + (∑ F Y ) 2
De resulterende kracht is de vierkantswortel van de som van de kwadratische componenten van de krachten
F R = √ (104.64N) 2 + (20N) 2
F R = 106,53 N
De hoek gevormd door de resulterende kracht F R wordt verkregen uit de volgende uitdrukking:
θ x = bruinen -1 (∑ F y / ∑ F x )
θ X = geelbruin -1 (20N / 104,64N) = 10,82 °
De resulterende kracht F R heeft een magnitude van 106,53 N en heeft een richting bepaald door de hoek van 10,82 ° die deze maakt met de horizontaal.
Referenties
- Dola, G, Duffy, M en Percival, A. Physics. Spanje: Heinemann, 2003.
- Avison, J H. De wereld van de natuurkunde. India: Thomas Nelson and Sons, 1989.
- Pinsent, M. Fysieke processen. Verenigd Koninkrijk: Nelson Thomas, 2002.
- Yadav, S K. Technische mechanica. Delhi: Discovery Publishing House, 2006.
- Serway, RA en Jewett, J W. Physics for Scientists and Engineers. Californië, VS: Brooks / Cole, 2010.