Bepaling van netto krag: 9 stappe (met prente)

Inhoud

Trappe
- Deel 1 van 2: Bepaling van die netto krag
- Deel 2 van 2: Berekening van diagonale krag

Die netto krag is die totale hoeveelheid krag wat op `n voorwerp inwerk as jy beide die grootte en rigting daarvan in ag neem. `n Voorwerp met `n netto krag van nul is stilstaande. `n Ongebalanseerde krag, of netto krag van grootte groter of minder as nul, lei tot `n versnelling van die voorwerp. Sodra jy `n krag [[Krag-bereken|bereken] of sy grootte gemeet het, dan is dit maklik om hulle te kombineer en die netto krag so te vind. Om `n eenvoudige kragdiagram uit te stippel en seker te maak dat alle kragte gemerk is en in die regte rigting is, maak die berekening van die netto krag `n briesie.

Trappe

Deel 1 van 2: Bepaling van die netto krag

1. Teken `n vryliggaamdiagram. `n Vryliggaamdiagram is `n vinnige skets van `n voorwerp wat al die kragte illustreer wat op die voorwerp inwerk en die rigting waarin daardie kragte inwerk. Lees die oefening en teken `n eenvoudige uiteensetting van die betrokke voorwerp en die pyle wat enige krag wys wat op daardie voorwerp inwerk.

Byvoorbeeld: Bereken die netto krag van `n voorwerp wat 20 N weeg wat op `n tafel lê en met 5 N krag na regs gedruk word, maar stil gehou word deur `n wrywingskrag van 5 N.

2. Bepaal die positiewe en negatiewe rigtings van die kragte. By verstek is pyle wat op of regs wys positief en pyle wat af of links wys is negatief. Onthou jy kan veelvuldige kragte in dieselfde rigting laat inwerk. Opponerende kragte sal altyd teenoorgestelde tekens hê (een positief, een negatief)..

Wanneer jy met veelvuldige drywingsdiagramme werk, maak seker dat die aanwysings konsekwent bly.

Benoem die grootte van elke krag met `n `+` of `-` teken gebaseer op die rigting van die pyl wat jy in die kragdiagram aangedui het.

Byvoorbeeld: Swaartekrag is `n afwaartse krag wat dit negatief maak. Die normaalkrag is opwaarts en dus positief. Die stootkrag is na regs wat dit positief maak, terwyl die wrywingskrag hierdie krag na links teenstaan (negatief).

3. Benoem alle magte. Maak seker dat jy alle kragte wat op die voorwerp inwerk, benoem. Wanneer `n voorwerp op `n oppervlak rus, is daar afwaartse swaartekrag (F_g) en `n gelyke krag in die teenoorgestelde rigting genoem die normaalkrag (F_n). Benewens hierdie twee kragte, moet jy die res van die kragte wat in die probleem genoem word, benoem. Skryf die grootte van elke krag in Newton langs die gegewe etiket neer.

`n Standaard manier om kragte te benoem is met `n hoofletter F en `n eerste letter van die krag. Byvoorbeeld, as daar `n krag is as gevolg van die wrywing, dui jy dit aan met F_f.

Swaartekrag: F_g = -20 N

Normale krag: F_n = +20 N

Wrywingskrag: F_f = -5 N

Stootkrag: F_bl = +5 N

4. Tel al die kragte by. Noudat jy al die kragte met beide `n rigting en grootte aangedui het, hoef jy hulle net bymekaar te tel. Skryf `n vergelyking vir die netto krag (F_net) waar F_net is die som van al die kragte wat op die voorwerp inwerk.

Byvoorbeeld: F_net = F_g + f_n + f_f + f_bl = -20 + 20 -5 + 5 = 0 N. Aangesien die netto krag 0 N is, beweeg die voorwerp nie.

Deel 2 van 2: Berekening van diagonale krag

1. Teken `n sterktekaart. Wanneer jy `n diagonale krag het wat teen `n hoek op die voorwerp inwerk, moet jy die horisontale (F_X) en vertikaal (F_y) vind komponente van die krag om die grootte daarvan te bepaal. Jy benodig trigonometrie en die rigtinghoek (gewoonlik θ `theta`) hiervoor. Die rigtinghoek θ word altyd antikloksgewys vanaf die positiewe x-as gemeet.

Teken die kragdiagram insluitend die hoek van die diagonale krag.
Skets elke pyl in die regte rigting waarin die krag inwerk en merk dit met die regte grootte.
Byvoorbeeld: Skets die diagram vir `n 10 N voorwerp met `n krag van 25 N opwaarts en na regs teen `n hoek van 45°. Daar is ook `n wrywingskrag aan die linkerkant van 10 N.
Bevoegdhede sluit in: F_g = -10 N, F_n = + 10 N, F_bl = 25 N, F_f = -10 N.

2. Bereken F_X en F_y met hulp vandrie trigonometriese verhoudings. (SOS CAS TOA). Gebruik die diagonale krag (F) as die skuinssy van `n reghoekige driehoek en F_Xy as die bene van daardie driehoek, kan jy enige bereken.

Onthou: CAS is cosinus(θ) = aangrensend/hypotenus. f_X = cos θ *F = cos(45°) *25 = 17.68 N.

Onthou: SOS is sinus(θ) = teenoorgestelde/hypotenus. f_y = sin θ *F = sin(45°) *25 = 17.68 N.

Let daarop dat veelvuldige diagonale kragte gelyktydig op `n voorwerp kan inwerk, dus jou F_X en F_y van elke krag in die taak moet vind. Tel dan die F_X-tel waardes by vir die totale krag in die horisontale rigting en voeg die F by_y-waardes vir die totale krag in die vertikale rigting.

3. Wysig die drywingsdiagram. Noudat jy die afsonderlike horisontale en vertikale komponente van die diagonale krag bereken het, kan jy `n nuwe kragdiagram skets wat hierdie kragte voorstel. Vee die diagonale krag uit en teken eerder die pyle vir die afsonderlike horisontale en vertikale groottes.

Byvoorbeeld, in plaas van een diagonale krag, sal die diagram nou een vertikale krag hê wat opwaarts wys met `n grootte van 17.68 N en een horisontale krag wat na regs wys met `n grootte van 17.68 N.

4. Tel al die kragte in die x- en y-rigtings by. Sodra jy `n nuwe kragdiagram geteken het, bereken die netto krag (F_net) deur al die horisontale kragte bymekaar te tel en al die vertikale kragte bymekaar te tel. Onthou om alle vektorrigtings konsekwent te hou regdeur die probleemuitwerking.

Byvoorbeeld: Horisontale vektore is alle kragte langs die x-as: F_netx = 17,68 - 10 = 7,68 N.

Vertikale vektore is almal kragte langs die y-as: F_nety = 17,68 + 10 - 10 = 17,68 N.

5. Bereken die grootte van die netto kragvektor. Op hierdie stadium het jy twee kragte: een in die x-rigting en een in die y-rigting. Die grootte van die kragvektor is die skuinssy van die driehoek wat deur hierdie twee komponentvektore gevorm word. Gebruik net die Pythagoras-stelling om die skuinssy te bereken: F_net = (F_netx + f_nety).

Byvoorbeeld: F_netx = 7.68 N en F_nety = 17.68 N

Gebruik in die vergelyking: F_net = (F_netx + f_nety) = √ (7.68 + 17.68)

Los op: F_net = √ (7.68 + 17.68) = √(58.98 + 35.36) = √94.34 = 9.71 N.

Die grootte van die krag is 9,71 N in `n diagonaal opwaarts en na regs.