Разница между уравновешенными и несбалансированными силами

Главное отличие - сбалансированные и несбалансированные силы
Что такое сбалансированные силы
Что такое несбалансированные силы
Разница между уравновешенными и несбалансированными силами

Главное отличие - сбалансированные и несбалансированные силы

Когда мы думаем о силах, действующих на тело, эти силы могут быть сбалансированный или неуравновешенный. Основное различие между уравновешенными и несбалансированными силами состоит в том, что когда силы уравновешены, результирующая сила на теле равна 0, тогда как результирующая сила, действующая на тело, не равна 0, если силы неуравновешены.

Что такое сбалансированные силы

Силы, действующие на тело, уравновешены, если их векторная сумма равна 0, т.е. на тело не действует результирующая сила. Таким образом, согласно законам движения Ньютона, тело не будет ускоряться. Это означает, что если тело находится в состоянии покоя, оно будет продолжать оставаться в покое, а если тело находится в движении, оно будет продолжать двигаться с той же скоростью по прямой линии. Если тело движется с той же скоростью, но не движется по прямой линии, то силы на теле не уравновешены и тело ускоряется.

Сбалансированные силы - Примеры

Возьмем простой пример. Собаки на диаграмме ниже тянут за кусок ткани. Предположим, что обе собаки тянут ткань с силой 50 Н в противоположных направлениях, две силы нейтрализуют друг друга, и результирующая или итоговая сила будет равна 0. Здесь силы уравновешены, и ткань не будет двигаться.

Balanced Force_ Собаки играют в перетягивание каната

Представьте себе кружку, стоящую на столе. Тот факт, что кружка не двигается, не обязательно означает, что на кружку не действуют силы. На кружку всегда действует гравитация, пытаясь притянуть ее вниз (здесь мы предполагаем, что мы говорим о кружке на Земле!), Однако гравитация компенсируется восходящей силой реакции, действующей со стороны стола на кружку. Другими словами, силы уравновешены, и поэтому кружка не двигается.

Копланарные силы

Давайте возьмем пример, когда тело притягивается тремя компланарными силами (то есть все они действуют в одной плоскости). Если тело продолжает оставаться в покое, тогда мы знаем, что силы, действующие на него, уравновешены. На диаграмме ниже у нас есть две силы

а также

действующие под прямым углом друг к другу и третьей силе

действующий под углом

к вертикали. Если они уравновешены, то мы можем разработать отношения между двумя силами.

а также

и угол

Во-первых, взяв силы по вертикали,

По горизонтали получаем

Разделив первое уравнение на первое, получим,

Если три копланарных силы уравновешены и они образуют разные углы друг с другом, просто найдите компоненты каждой силы вдоль двух перпендикулярных направлений. Тогда векторная сумма компонентов по каждому направлению должна быть 0.

Что такое несбалансированные силы

Когда мы говорим, что силы на теле неуравновешены, мы имеем в виду, что существует результирующая сила. Как обычно, мы находим равнодействующую силу, находя векторную сумму сил. Чтобы указать, что мы берем сумму или равнодействующую сил, мы пишем

в качестве

Согласно второму закону Ньютона, если равнодействующая сила

действует на тело с массой

, то тело испытало бы ускорение

в направлении равнодействующей силы. Возьмем для примера еще одно перетягивание каната: на этот раз между человеком и собакой:

Перетягивание каната: собака против человека

На фото силы кажутся сбалансированными. Однако представьте, что произойдет, если собака потянет ткань с силой 60 Н, а женщина потянет ее с силой 60,25 Н в противоположном направлении. Теперь к женщине будет приложена неуравновешенная сила 0,25 Н. Если масса рубашки 3 г, то ускорение рубашки по направлению к женщине будет: