Verschil tussen gebalanceerde en ongebalanceerde krachten

Inhoudsopgave:

Belangrijkste verschil - Gebalanceerde versus ongebalanceerde krachten
Wat zijn gebalanceerde krachten?
Wat zijn ongebalanceerde krachten?
Verschil tussen gebalanceerde en ongebalanceerde krachten

Belangrijkste verschil - Gebalanceerde versus ongebalanceerde krachten

Als we denken aan krachten die op een lichaam inwerken, kunnen de krachten ofwel: evenwichtig of onevenwichtig. Het belangrijkste verschil tussen gebalanceerde en ongebalanceerde krachten is dat wanneer de krachten in evenwicht zijn, de netto kracht op het lichaam 0 is, terwijl de netto kracht die op een lichaam inwerkt niet 0 is als de krachten uit balans zijn.

Wat zijn gebalanceerde krachten?

Krachten die op een lichaam inwerken, zijn in evenwicht als hun vectorsom 0. is, d.w.z. er is geen netto kracht die op het lichaam inwerkt. Volgens de bewegingswetten van Newton zal het lichaam dus niet versnellen. Dit betekent dat als het lichaam in rust is, het in rust blijft en als het lichaam in beweging is, zal het met dezelfde snelheid in een rechte lijn blijven bewegen. Als het lichaam met dezelfde snelheid beweegt maar niet in een rechte lijn beweegt, zijn de krachten op het lichaam niet in evenwicht en versnelt het lichaam.

Gebalanceerde krachten – voorbeelden

Laten we een eenvoudig voorbeeld nemen. De honden in het onderstaande schema trekken allebei aan een stuk stof. Stel dat beide honden aan het doek trekken met een kracht van 50 N in tegengestelde richtingen, de twee krachten zouden elkaar opheffen en de resultante of de nettokracht zou 0 zijn. Hier zijn de krachten in evenwicht en zou het doek niet bewegen.

Balanced Force_ Honden die touwtrekken

Denk aan een mok die op tafel staat. Het feit dat de mok niet beweegt, betekent niet noodzakelijk dat er geen krachten op de mok werken. Er is altijd zwaartekracht die op de mok inwerkt, die hem naar beneden probeert te trekken (hier nemen we aan dat we het hebben over een mok op aarde!), maar de zwaartekracht wordt tenietgedaan door een opwaartse reactiekracht die wordt uitgeoefend door de tafel op de mok. Met andere woorden, de krachten zijn in evenwicht en dit is de reden waarom de mok niet beweegt.

Coplanaire krachten

Laten we een voorbeeld nemen waarbij een lichaam wordt getrokken door 3 coplanaire krachten (d.w.z. ze werken allemaal langs hetzelfde vlak). Als het lichaam in rust blijft, dan weten we dat de krachten erop in evenwicht zijn. In het onderstaande diagram hebben we twee krachten

die haaks op elkaar werken en een derde kracht

onder een hoek handelen

naar de verticaal. Als ze in evenwicht zijn, kunnen we een relatie tussen de twee krachten uitwerken

en de hoek

Eerst de krachten verticaal nemen,

Horizontaal krijgen we

Als we de eerste vergelijking door de eerste delen, krijgen we,

Als drie coplanaire krachten in evenwicht zijn en ze verschillende hoeken met elkaar maken, zoek dan eenvoudig componenten van elke kracht langs twee loodrechte richtingen. Dan moet de vectorsom van de componenten in elke richting 0 zijn.

Wat zijn ongebalanceerde krachten?

Als we zeggen dat krachten op een lichaam uit balans zijn, bedoelen we dat er een netto resulterende kracht is. Zoals gewoonlijk vinden we de resulterende kracht door de vectorsom van de krachten te vinden. Om aan te geven dat we de som of de resultante van krachten nemen, schrijven we

als

Volgens de tweede wet van Newton, als een resulterende kracht van

werkt op een lichaam met massa

, dan zou het lichaam een versnelling ondergaan van

in de richting van de resulterende kracht. Laten we als voorbeeld een ander touwtrekken nemen: deze keer tussen een mens en een hond:

Touwtrekken: hond versus mens

Op de foto lijken de krachten in evenwicht. Stel je echter voor wat er zou gebeuren als de hond met een kracht van 60 N aan het doek zou trekken terwijl de vrouw eraan zou trekken met een kracht van 60,25 N in de tegenovergestelde richting. Nu zal er een onevenwichtige kracht van 0,25 N op de vrouw zijn. Als de massa van het shirt 3 g is, dan zou de versnelling van het shirt naar de vrouw zijn: