Bestem nettoeffekt

Nettokraften er den samlede mængde kraft, der virker på en genstand, når man tænker på både dens størrelse og retning. Et objekt med en nettokraft på nul er stationært. En ubalanceret kraft, eller nettokraft af størrelse større eller mindre end nul, resulterer i en acceleration af objektet. Når du har en magt [[Power-calculate|beregnet] eller målte dens størrelse, så er det nemt at kombinere dem og finde nettokraften på den måde. At skitsere et simpelt kraftdiagram og sørge for, at alle kræfter er mærket og i den rigtige retning gør beregningen af ​​nettokraften til en leg.

Trin

Del 1 af 2: Bestemmelse af nettokraften

Billede med titlen Find Net Force Trin 1
1. Tegn et frit kropsdiagram. Et frikropsdiagram er en hurtig skitse af et objekt, der illustrerer alle de kræfter, der virker på objektet, og den retning, hvori disse kræfter virker. Læs øvelsen og tegn en simpel omrids af det pågældende objekt og pilene, der viser enhver kraft, der virker på det pågældende objekt.
  • For eksempel: Beregn nettokraften af ​​en genstand, der vejer 20 N, der ligger på et bord og skubbes til højre med 5 N kraft, men holdes stille af en friktionskraft på 5 N.
Billede med titlen Find Net Force Trin 2
2. Bestem de positive og negative retninger af kræfterne. Som standard er pile, der peger op eller til højre, positive, og pile, der peger ned eller til venstre, er negative. Husk, at du kan få flere kræfter til at virke i samme retning. Modsatrettede kræfter vil altid have modsatte fortegn (et positivt, et negativt)..
  • Når du arbejder med flere strømdiagrammer, skal du sørge for at holde anvisningerne konsekvente.
  • Mærk størrelsen af ​​hver kraft med et `+` eller `-` tegn baseret på retningen af ​​pilen, du har angivet i kraftdiagrammet.
  • For eksempel: Tyngdekraften er en nedadgående kraft, som gør den negativ. Normalkraften er opadgående og derfor positiv. Skubbekraften er til højre, hvilket gør den positiv, mens friktionskraften modarbejder denne kraft til venstre (negativ).
  • Billede med titlen Find Net Force Trin 3
    3. Mærk alle beføjelser. Sørg for at mærke alle kræfter, der virker på objektet. Når en genstand hviler på en overflade, er der nedadgående tyngdekraft (Fg) og en lige stor kraft i den modsatte retning kaldet normalkraften (Fn). Ud over disse to kræfter skal du mærke resten af ​​kræfterne nævnt i opgaven. Skriv størrelsen af ​​hver kraft i Newton ud for den givne etiket.
  • En standard måde at mærke kræfter på er med stort F og et første bogstav i kraften. For eksempel, hvis der er en kraft på grund af friktionen, betegner du det med Ff.
  • Tyngdekraft: Fg = -20 N
  • Normalkraft: Fn = +20 N
  • Friktionskraft: Ff = -5 N
  • Skubbekraft: Fs = +5 N
  • Billede med titlen Find Net Force Trin 4
    4. Læg alle kræfterne sammen. Nu hvor du har angivet alle kræfterne med både retning og størrelse, skal du bare lægge dem sammen. Skriv en ligning for nettokraften (Flige) hvor Flige er summen af ​​alle de kræfter, der virker på objektet.
  • For eksempel: Flige = Fg + fn + ff + fs = -20 + 20 -5 + 5 = 0 N. Da nettokraften er 0 N, bevæger objektet sig ikke.
  • Del 2 af 2: Beregning af diagonalkraft

    Billede med titlen Find Net Force Trin 5
    1. Tegn et styrkediagram. Når du har en diagonal kraft, der virker på objektet i en vinkel, skal du justere vandret (Fx) og lodret (Fy) find komponenter af kraften for at bestemme dens størrelse. Du skal bruge trigonometri og retningsvinklen (normalt θ `theta`) til dette. Retningsvinklen θ måles altid mod uret fra den positive x-akse.
    • Tegn kraftdiagrammet inklusive vinklen på diagonalkraften.
    • Tegn hver pil i den rigtige retning, som kraften virker i, og marker den med den rigtige størrelse.
    • For eksempel: Tegn diagrammet for en 10 N genstand med en kraft på 25 N opad og til højre i en vinkel på 45°. Der er også en friktionskraft til venstre for 10 N.
    • Beføjelser omfatter: Fg = -10 N, Fn = + 10 N, Fs = 25 N, Ff = -10 N.
    Billede med titlen Find Net Force Trin 6
    2. Beregn Fx og Fy med hjælp fratre trigonometriske forhold. (SOS CAS TOA). Brug af diagonalkraften (F) som hypotenusen af ​​en retvinklet trekant og Fxy som benene i den trekant, kan du beregne evt.
  • Husk: CAS er cosinus(θ) = tilstødende/hypotenus. fx = cos θ *F = cos(45°) *25 = 17,68 N.
  • Husk: SOS er sinus(θ) = modsat/hypotenus. fy = sin θ *F = sin(45°) *25 = 17,68 N.
  • Bemærk, at flere diagonale kræfter kan virke på et objekt samtidigt, så din Fx og Fy af enhver styrke i opgaven skal finde. Tæl derefter Fx-tilføj værdier for den samlede kraft i vandret retning og tilføj Fy-værdier for den samlede kraft i lodret retning.
  • Billede med titlen Find Net Force Trin 7
    3. Rediger strømdiagrammet. Nu hvor du har beregnet de separate vandrette og lodrette komponenter af diagonalkraften, kan du skitsere et nyt kraftdiagram, der repræsenterer disse kræfter. Slet den diagonale kraft og tegn i stedet pilene for de separate vandrette og lodrette størrelser.
  • For eksempel vil diagrammet i stedet for én diagonal kraft nu have én lodret kraft, der peger opad med en størrelse på 17,68 N og én vandret kraft, der peger mod højre med en størrelse på 17,68 N.
  • Billede med titlen Find Net Force Trin 8
    4. Læg alle kræfterne i x- og y-retningerne sammen. Når du har tegnet et nyt kraftdiagram, skal du beregne nettokraften (Flige) ved at lægge alle de vandrette kræfter sammen og lægge alle de lodrette kræfter sammen. Husk at holde alle vektorretninger konsistente gennem hele problemformuleringen.
  • For eksempel: Horisontale vektorer er alle kræfter langs x-aksen: Fnetx = 17,68 - 10 = 7,68 N.
  • Lodrette vektorer er alle kræfter langs y-aksen: Fnety = 17,68 + 10 - 10 = 17,68 N.
  • Billede med titlen Find Net Force Trin 9
    5. Beregn størrelsen af ​​nettokraftvektoren. På dette stadie har du to kræfter: en i x-retningen og en i y-retningen. Kraftvektorens størrelse er hypotenusen af ​​trekanten dannet af disse to komponentvektorer. Brug blot Pythagoras sætning til at beregne hypotenusen: Flige = (Fnetx + fnety).
  • For eksempel: Fnetx = 7,68 N og Fnety = 17,68 N
  • Brug i ligningen: Flige = (Fnetx + fnety) = √ (7,68 + 17,68)
  • Løs: Flige = √ (7,68 + 17,68) = √(58,98 + 35,36) = √94,34 = 9,71 N.
  • Kraftens størrelse er 9,71 N i en diagonal opad og til højre.

  • Оцените, пожалуйста статью