1. Förståelse krafter som vektorer
* kraft är en vektorkvantitet, vilket innebär att den har både storlek (styrka) och riktning.
* Vi representerar krafter grafiskt som pilar. Pilens längd representerar storleken och pilens riktning indikerar kraftens riktning.
2. Metoder för vektortillägg
Det finns två huvudmetoder för att lägga till vektorer:
* grafisk metod (tip-to-tail)
* Rita den första kraftvektorn.
* Från spetsen på den första vektorn, dra den andra kraftvektorn.
* Den resulterande (kumulativa) kraften är vektorn som dras från svansen på den första vektorn till spetsen av den andra vektorn. Detta skapar en triangel.
* Analytisk metod (trigonometri)
* Lös varje kraft i dess horisontella och vertikala komponenter (med sinus och kosinus).
* Tillsätt de horisontella komponenterna och de vertikala komponenterna separat.
* Använd Pythagorean Theorem för att hitta storleken på den resulterande kraften.
* Använd Arctangent -funktionen för att hitta riktningen för den resulterande kraften.
3. Exempel
Låt oss säga att vi har två krafter som agerar på ett objekt:
* kraft 1: 10 Newtons till höger
* kraft 2: 5 Newtons uppåt
Grafisk metod:
1. Rita en 10 Newton -pil till höger.
2. Från spetsen på den första pilen, dra en 5 Newton -pil uppåt.
3. Den resulterande kraften är den diagonala linjen som förbinder svansen på den första pilen till spetsen på den andra pilen.
Analytisk metod:
1. kraft 1:
* Horisontell komponent:10 Newtons (eftersom det är helt horisontellt)
* Vertikal komponent:0 Newtons
2. kraft 2:
* Horisontell komponent:0 Newtons (eftersom det är helt vertikalt)
* Vertikal komponent:5 Newtons
3. resulterande kraft:
* Horisontell komponent:10 Newtons + 0 Newtons =10 Newtons
* Vertikal komponent:0 Newtons + 5 Newtons =5 Newtons
4. Magnitude: √ (10² + 5²) =√125 ≈ 11,18 Newtons
5. Riktning: Arctan (5/10) ≈ 26,57 ° över horisontella
Slutsats
Den kumulativa effekten av de två krafterna är en kraft på cirka 11,18 Newtons i en vinkel på 26,57 ° över horisontella.
Nyckelpunkt: Den kumulativa effekten av flera krafter kallas netkraften . Denna nettokraft bestämmer objektets acceleration enligt Newtons andra lag (F =MA).
