该合力是所有的总和的力量,在同一个身体的行为。当身体或物体同时受到多个力的作用时,会产生效果。可以用产生相同效果的单个力代替作用力。该唯一力是合力,也称为净力,用符号F R表示 。
F R产生的效果将取决于其大小,方向和方向。具有方向和方向的物理量是矢量。
合力。由Wikimedia Commons的Ilevanat(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rezultanta.JPG)
由于作用在物体上的力是矢量,因此合力F R 是所有力的矢量之和,并可以用表示其方向的箭头图形表示。
利用合力,通过将物体减小为单个作用力,可以简化受多个力影响的物体问题。
式
合力的数学表示是力的矢量和。
F R = ∑ F (1)
∑ F = F 1 + F 2 + F 3 +… F N (2)
F R =合力
∑ F =力的总和
注意,表达式(6)的合力没有以粗体突出显示,这是因为它仅表示数值。方向由角度θx确定。
表达式(6)对于作用在同一平面上的力有效。当力在空间中作用时,在使用矩形分量时会考虑力的z分量。
解决的练习
确定了作用在身体上的所有x和y分量。力F 1在x轴上只有一个水平分量。力F 2具有两个分量F 2x和F 2y,这两个分量是从角度30°的正弦和余弦函数获得的。
F 1x = F 1 = 70N
F 2x = F 2 cos 30°= 40 N.cos 30°= 34.64N
F 1y = 0
F 2y = F 2正弦30°= 40正弦30°= 20N
∑ F x = 70N + 34.64N = 104.64N
∑ F y = 20N + 0 = 20N
一旦确定了x和y轴上的合力,就可以得到合力的数值。
F R 2 =(∑ F x)2 +(∑ F y)2
合力是力的平方分量之和的平方根
F R =√(104.64N)2 +(20N)2
F R = 106.53N
由合力F R形成的角度可从以下表达式获得:
θ X =黄褐色-1(Σ˚F ý /Σ˚F X)
θ X =黄褐色-1(20N / 104.64N)= 10.82°
合力F R的大小为106.53N,其方向由与水平方向成10.82°的角度确定。
参考文献
- Dola,G,Duffy,M和Percival,A。物理学。西班牙:Heinemann,2003年。
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- RA,Serway和J W. Jewett,《科学家和工程师物理学》。美国加利福尼亚:布鲁克斯/科尔,2010年。