合力は、同じ身体に作用する全ての力の総和です。物体または物体が同時に複数の力の作用を受けると、効果が発生します。作用する力は、同じ効果を生み出す単一の力で置き換えることができます。この唯一の力は、正味力としても知られる合力であり、記号F Rで 表されます。
F Rによって生成される効果は、そのサイズ、方向、および方向によって異なります。方向と感覚を持つ物理量はベクトル量です。
結果として生じる力。Wikimedia CommonsのIlevanat(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rezultanta.JPG)による
ボディに作用する力はベクトルの大きさであるため、合力F R はすべての力のベクトル和であり、それらの方向と方向を示す矢印でグラフィカルに表すことができます。
結果として生じる力により、複数の力によって影響を受ける身体の問題は、それを単一の作用力に減らすことによって単純化されます。
式
結果として生じる力の数学的表現は、力のベクトル合計です。
F R = ∑ F (1)
∑ F = F 1 + F 2 + F 3 +… F N (2)
F R =結果として生じる力
∑ F =力の合計
なお、式(6)の合力は太字で強調表示されておらず、数値のみを表しているためです。方向は、角度θによって決定されるX。
式(6)は、同じ平面で作用する力に対して有効です。力が空間で作用する場合、長方形のコンポーネントを操作するときに力のZコンポーネントが考慮されます。
解決された演習
身体に作用する力のすべてのxおよびyコンポーネントが決定されます。力F 1は、x軸上に1つの水平成分のみを持ちます。力F 2には、角度30°の正弦関数と余弦関数から取得される2つの成分F 2xとF 2yがあります。
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 = 104.64N
∑ F y = 20N + 0 = 20N
結果として得られるx軸とy軸の力が決定されると、得られる力の数値が取得されます。
F R 2 =(∑ F x)2 +(∑ F y)2
結果として生じる力は、力の二乗成分の合計の平方根です
F R =√(104.64N)2 +(20N)2
F R = 106.53N
合成力F Rによって形成される角度は、次の式から得られます。
θ X =日焼け-1(ΣF Y /ΣF X)
θ X =日焼け-1(20N / 104.64N)= 10.82°
合成力F Rの大きさは106.53Nで、水平方向に対して10.82°の角度で方向が決まります。
参考文献
- Dola、G、Duffy、MおよびPercival、A。Physics。スペイン:ハイネマン、2003年。
- Avison、J H.物理学の世界。インド:トーマスネルソンアンドサンズ、1989年。
- ピンセント、M。物理的プロセス。イギリス:ネルソントーマス、2002年。
- Yadav、S K.エンジニアリングメカニクス。デリー:ディスカバリーパブリッシングハウス、2006年。
- RA、サーウェイ、Jewett、J。科学者とエンジニアのための物理学。米国カリフォルニア州:Brooks / Cole、2010年。