力的总和

在本文中,您将了解所有类型的力如何相加,无论它们是否具有相同的方向,以及是否具有相同的方向。您将能够看到力和的示例,此外,您将能够通过已解决的力和练习逐步进行练习。

力的总和是多少?

力相加是用合力代替两个或多个力的操作。两种力的总和取决于它们的大小、方向和方向。

此外,增加力可以简化系统,因为两个或多个力被单个合力代替。这使我们能够了解施加力的身体运动将趋向的方向。

如何联手

两个矢量力的相加根据其方向和方向的不同而不同。接下来,我们将解释在每种情况下如何添加两个或多个力。

方向与方向相同的力的总和

要将两个同向 和 方向相同的力相加,只需将力的模相加即可。并且合力的方向和方向将与两个初始力的方向相同。

例如,下面两个力具有相同的方向和相同的方向,因此要将它们相加,只需将它们的大小相加,并表示一个具有相同的方向和相同的方向但其大小为力之和的力。

方向相同且方向相同的力的总和

此外,要以图形方式添加这种类型的两个力,只需将一个力放在另一个力之后即可。

同一方向但不同方向的力之和

同向和不同方向的两个力相加,需要将两个力的模相减,得到的力将具有模最大的力的方向和方向。

例如,以下两个力由于平行而方向相同,但方向相反。因此,它们的和所产生的力将是具有较大力的方向和方向的力,并且其模数将是两个力的模数相减。

同方向不同方向的力之和

不同方向和方向的力之和

要将两个不同方向和方向的力相加,必须将力进行矢量分解,然后将方向相同的力的分量相加。

看下面的例子,其中添加了两个竞争力量。由于方向不同,首先进行向量分解,然后将同一轴上的分量相加:

力的方向和不同方向的总和.png

换句话说,当力的方向不同时,我们将向量的分量相加。请记住,如果给定力的倾角,我们可以使用正弦和余弦求出其矢量分解:

力的矢量分解

如果力可以分解为向量,则可以进行力的数值加法,否则,必须以图形方式将力相加。为此,我们使用平行四边形方法(或平行四边形规则),其中包括以下内容:

  1. 首先,我们在一个力的末端画一条与另一个力平行的线。
  2. 我们用另一种力量重复上一步。
  3. 总和产生的力是平行四边形的对角线,该对角线从力的共同原点到两条平行线的交点。
两个力的图形和

这种方法适合添加一对力,但如果我们想添加三个或更多力,最好使用多边形方法,它包括:

  1. 将每个力放在另一个力之后,使一个力的起点与另一个力的终点重合。我们放置力的顺序无关紧要。
  2. 总和的结果是将第一个力的起点与最后一个力的终点相连接而获得的力。
三个或更多力的图形总和

解决了力之和的练习

练习1

添加以下两个力:

力同方向同方向

在这种情况下,两个力具有相同的方向和相同的方向,因此要添加两个力,您必须添加它们的模块,并且所得的力将具有相同的方向和与两个力相同的方向:

力总和示例

练习2

添加以下三个力:

具有相同方向和不同方向的力的示例

所有三个力都具有相同的方向,因此这些力的合力方向也相同。

在这个练习中,我们有两个方向和方向相同的力,所以我们可以直接将它们相加。另一方面,我们有另一个方向相同但方向不同的力,因此该力将从所得力中减去强度。

另外,向右的力的总和大于向左的力的值,因此合力的方向必定是向右的。

坚决运用兵力总和

练习3

将以下两个力进行数值相加:

  • 10 N 的力,相对于水平轴的倾斜度为 45°。
  • 7 N 的力,相对于水平轴的倾斜度为 60°。

问题陈述告诉我们,力具有不同的方向,因此我们首先需要使用正弦和余弦公式对它们进行矢量分解:

F_{1x}=10\cdot \text{cos}(45º)=7,71 \ N

F_{1y}=10\cdot \text{sin}(45º)=7.71 \ N

F_{2x}=7\cdot \text{cos}(60º)=3,5 \ N

F_{2y}=7\cdot \text{sin}(60º)=6.06\ N

现在我们添加对应于同一轴的力的分量:

F_{Rx}=F_{1x}+F_{2x}=7,71+3,5=11,21 \ N

F_{Ry}=F_{1y}+F_{2y}=7,71+6,06=13,77 \ N

因此产生的力是:

\vv{F_R}=(11.21 .13.77) \ N

我们还可以计算合力的模量:

\begin{vmatrix}\vv{F_R}\end{vmatrix}=\sqrt{11.21^2+13.77^2}=17.76 \ N

练习4

以图形方式添加以下力:

是矢量力

为了将图中所有的矢量力相加,我们需要应用多边形方法:

以图形方式表示力的总和

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