Wie man resultierende Kräfte berechnet

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Autor: Robert Simon
Erstelldatum: 23 Juni 2021
Aktualisierungsdatum: 25 Oktober 2024
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Wie man resultierende Kräfte berechnet - Wissenschaft
Wie man resultierende Kräfte berechnet - Wissenschaft

Um die resultierende Kraft auf einen Körper durch eine Kombination von Kräften zu berechnen, müssen die verschiedenen wirkenden Kräfte komponentenweise addiert werden, wie in Hallidays und Resnicks „Fundamentals of Physics“ erläutert. Gleichermaßen führen Sie eine Vektoraddition durch. Grafisch bedeutet dies, den Winkel der Vektoren beizubehalten, während Sie sie als Kette in Position bringen. Eine berührt dabei den Kopf und den Schwanz einer anderen. Wenn die Kette fertig ist, ziehe einen Pfeil vom einzigen Schwanz, ohne dass ein Kopf ihn berührt, zum einzigen Kopf, ohne dass ein Schwanz ihn berührt. Dieser Pfeil ist Ihr resultierender Vektor, der in Größe und Richtung der resultierenden Kraft entspricht. Dieser Ansatz wird auch als „Überlagerungsprinzip“ bezeichnet.


    Zeichnen Sie ein Diagramm verschiedener Kräfte, die auf einen 5-Kilogramm-Block wirken, der durch den Weltraum fällt. Angenommen, die Schwerkraft zieht senkrecht nach unten, eine weitere Kraft zieht mit einer Kraft von 10 Newton nach links (die SI-Krafteinheit) und eine weitere Kraft zieht sie mit einer Kraft von 10 Newton in einem Winkel von 45 Grad nach rechts nach oben 2 Newton (N).

    Summiere die vertikalen Komponenten der Vektoren.

    In dem obigen Beispiel hat die Gravitationskraft nach unten eine Größe F = mg = -5 kg ​​× 9,8 m / s 2, wobei g die Gravitationsbeschleunigungskonstante ist. Seine vertikale Komponente ist also -49N, das negative Vorzeichen zeigt an, dass die Kraft nach unten drückt.

    Die Kraft nach rechts hat eine vertikale und horizontale Komponente von jeweils 10N.

    Die nach links gerichtete Kraft hat keine vertikale Komponente.

    Die Summe ist 39N nach unten.

    Summiere die horizontalen Komponenten der Vektoren.


    Weiter mit dem obigen Beispiel tragen der linke und der rechte Vektor 10N in jede Richtung bei, die sich gegenseitig aufheben, um eine horizontale Kraft von Null zu ergeben.

    Verwenden Sie Newtons zweites Gesetz (F = ma), um die Beschleunigung des Körpers zu bestimmen.

    Die resultierende Kraft ist daher 39N nach unten. Für eine Masse von 5 kg ergibt sich daher folgende Beschleunigung: 39 N = F = ma = 5 kg x a, also a = 7,8 m / s ^ 2.