Forța rezultată este suma tuturor forțelor care acționează asupra aceluiași corp. Atunci când un corp sau obiect este supus acțiunii mai multor forțe simultan, se produce un efect. Forțele de acțiune pot fi înlocuite cu o singură forță care produce același efect. Aceasta numai forța este forța rezultantă , de asemenea , cunoscut sub numele de forță netă și este reprezentată prin simbolul F R .
Efectul produs de F R va depinde de mărimea, direcția și direcția acestuia. Cantitățile fizice care au direcție și sens sunt cantități vectoriale.
Forțele rezultate. De Ilevanat (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rezultanta.JPG), de la Wikimedia Commons
Deoarece forțele care acționează asupra unui corp sunt mărimi vectoriale, forța rezultată F R este o sumă vectorială a tuturor forțelor și poate fi reprezentată grafic cu o săgeată care indică direcția și direcția lor.
Odată cu forța rezultată, problema unui corp afectat de mai multe forțe este simplificată prin reducerea acestuia la o singură forță de acțiune.
Formulă
Reprezentarea matematică a forței rezultate este o însumare vectorială a forțelor.
F R = ∑ F (1)
∑ F = F 1 + F 2 + F 3 + … F N (2)
F R = forța rezultantă
∑ F = Suma forțelor
Rețineți că forța rezultată a expresiei (6) nu este evidențiată cu caractere aldine și se datorează faptului că exprimă doar valoarea numerică. Direcția este determinată de unghiul θ x .
Expresia (6) este valabilă pentru forțele care acționează în același plan. Când forțele acționează în spațiu, componenta z a forței este luată în considerare atunci când lucrați cu componente dreptunghiulare.
Exerciții rezolvate
Sunt determinate toate componentele x și y ale forțelor care acționează asupra corpului. Forța F 1 are o singură componentă orizontală pe axa x. Forța F 2 are două componente F 2x și F 2y care sunt obținute din funcțiile sinusoidale și cosinice ale unghiului 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 = 70N + 34,64N = 104,64 N
∑ F y = 20N + 0 = 20N
Odată ce forțele rezultate pe axa x și y au fost determinate, procedăm la obținerea valorii numerice a forței rezultate.
F R 2 = (∑ F x ) 2 + (∑ F y ) 2
Forța rezultată este rădăcina pătrată a sumei componentelor pătrate ale forțelor
F R = √ (104,64 N) 2 + (20N) 2
F R = 106,53N
Unghiul format prin forța rezultată F R se obține din următoarea expresie:
θ x = tan -1 (∑ F y / ∑ F x )
θ x = tan -1 (20N / 104.64N) = 10,82 °
Forța rezultată F R are o magnitudine de 106,53N și are o direcție determinată de unghiul de 10,82 ° pe care îl face cu orizontală.
Referințe
- Dola, G, Duffy, M și Percival, A. Fizică. Spania: Heinemann, 2003.
- Avison, J H. Lumea fizicii. India: Thomas Nelson și Sons, 1989.
- Pinsent, M. Procese fizice. Marea Britanie: Nelson Thomas, 2002.
- Yadav, S K. Mecanica ingineriei. Delhi: Editura Discovery, 2006.
- Serway, RA și Jewett, J W. Fizica pentru oamenii de știință și ingineri. California, SUA: Brooks / Cole, 2010.