Sự khác biệt giữa các lực lượng cân bằng và không cân bằng

Mục lục:

Sự khác biệt chính - Lực lượng cân bằng và lực lượng không cân bằng
Lực lượng cân bằng là gì
Lực lượng không cân bằng là gì
Sự khác biệt giữa các lực lượng cân bằng và không cân bằng

Sự khác biệt chính - Lực lượng cân bằng và lực lượng không cân bằng

Khi chúng ta nghĩ về các lực tác động lên một cơ thể, các lực có thể là cân bằng hoặc không cân bằng. Sự khác biệt chính giữa lực cân bằng và lực không cân bằng là khi lực cân bằng, lực thuần tác dụng lên vật bằng 0, trong khi lực thuần tác dụng lên vật không bằng 0 nếu lực không cân bằng.

Lực lượng cân bằng là gì

Các lực tác dụng lên một vật cân bằng nếu tổng vectơ của chúng bằng 0, tức là không có lực ròng tác động lên cơ thể. Khi đó, theo định luật chuyển động của Newton, cơ thể sẽ không tăng tốc. Điều này có nghĩa là nếu cơ thể ở trạng thái nghỉ, nó sẽ tiếp tục ở trạng thái nghỉ và nếu cơ thể đang chuyển động, nó sẽ tiếp tục chuyển động với cùng tốc độ trên một đường thẳng. Nếu vật chuyển động cùng vận tốc nhưng không chuyển động thẳng đều thì các lực tác dụng lên cơ thể không cân bằng và cơ thể đang tăng tốc.

Lực lượng cân bằng - Ví dụ

Hãy lấy một ví dụ đơn giản. Những con chó trong sơ đồ dưới đây đều đang kéo một mảnh vải. Giả sử cả hai con chó đang kéo tấm vải một lực 50 N ngược chiều nhau, hai lực sẽ triệt tiêu lẫn nhau và kết quả hoặc lực thuần là 0. Ở đây, các lực cân bằng và tấm vải sẽ không chuyển động.

Balanced Force_ Những chú chó chơi trò kéo co

Hãy nghĩ về một chiếc cốc nằm trên bàn. Việc cốc không chuyển động không có nghĩa là không có lực nào tác dụng lên cốc. Luôn luôn có trọng lực tác động lên cốc, cố gắng kéo nó xuống (ở đây chúng ta giả sử chúng ta đang nói về một chiếc cốc trên Trái đất!), Tuy nhiên lực hấp dẫn bị hủy bỏ bởi một phản lực hướng lên do bàn tác dụng lên cốc. Nói cách khác, các lực cân bằng và đây là lý do tại sao cái cốc không chuyển động.

Lực lượng Coplanar

Hãy lấy một ví dụ khi một vật thể bị kéo bởi 3 lực đồng phẳng (tức là tất cả chúng đều hoạt động dọc theo cùng một mặt phẳng). Nếu cơ thể tiếp tục ở trạng thái nghỉ, thì chúng ta biết rằng các lực tác dụng lên nó là cân bằng. Trong biểu đồ dưới đây, chúng ta có hai lực

và

tác dụng vuông góc với nhau và lực thứ ba

hành động ở một góc độ

theo chiều dọc. Nếu chúng cân bằng, thì chúng ta có thể tìm ra mối quan hệ giữa hai lực

và

và góc

Đầu tiên, lấy các lực theo phương thẳng đứng,

Theo chiều ngang, chúng tôi nhận được

Chia phương trình đầu tiên cho phương trình đầu tiên, chúng ta nhận được,

Nếu ba lực đồng phẳng cân bằng và chúng tạo với nhau một góc khác nhau, chỉ cần tìm thành phần của mỗi lực dọc theo hai phương vuông góc. Khi đó tổng vectơ của các thành phần dọc theo mỗi hướng phải bằng 0.

Lực lượng không cân bằng là gì

Khi chúng ta nói các lực tác động lên một cơ thể là không cân bằng, chúng ta có nghĩa là có một lực kết quả thực. Như thường lệ, chúng ta tìm hợp lực bằng cách tìm tổng vectơ của các lực. Để chỉ ra rằng chúng ta đang lấy tổng hoặc kết quả của các lực, chúng ta viết

như

Theo định luật thứ hai của Newton, nếu một lực kết quả của

tác động lên một cơ thể có khối lượng

, sau đó cơ thể sẽ trải qua một gia tốc

theo hướng của lực kết quả. Hãy lấy một cuộc kéo co khác làm ví dụ: lần này là giữa người và chó:

Kéo co: Dog vs.

Trong ảnh, các lực dường như cân bằng. Tuy nhiên, hãy tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra nếu con chó kéo vào tấm vải một lực 60 N trong khi người phụ nữ kéo nó với một lực 60,25 N theo hướng ngược lại. Bây giờ, sẽ có một lực không cân bằng 0,25 N về phía người phụ nữ. Nếu khối lượng của chiếc áo là 3 g thì gia tốc của chiếc áo đối với người phụ nữ sẽ là: