결과적인 강도

이 문서에서는 힘 시스템의 결과 힘이 무엇인지, 그리고 그것이 어떻게 계산되는지 설명합니다. 결과적인 힘을 찾는 방법에 대한 몇 가지 예를 찾을 수 있으며, 또한 단계별로 해결되는 연습을 통해 연습할 수도 있습니다.

결과적인 힘은 무엇입니까?

합력은 둘 이상의 힘으로 이루어진 시스템과 동등한 힘으로, 전체 힘 시스템이 합력으로 대체될 수 있습니다.

결과적인 힘은 몸체에 작용하는 모든 힘을 더하여 계산됩니다.

마찬가지로 시스템의 결과적인 힘을 순 힘 또는 총 힘 이라고도 합니다.

합력은 물체에 가해지는 모든 힘을 단일 힘으로 대체할 수 있으므로 힘 시스템을 단순화하는 데 사용됩니다.

합력을 계산하는 방법

물리학에서 힘 시스템의 결과 힘을 계산하려면 시스템에 작용하는 모든 힘을 더해야 합니다.

그러나 시스템의 합력을 구하는 일반적인 공식은 없으며, 힘을 합산하려면 힘의 방향과 방향에 따라 여러 가지 방법을 적용해야 합니다. 아래에서 단계별로 설명된 모든 사례를 볼 수 있습니다.

방향과 의미가 같은 힘

예를 들어, 다음 두 힘은 같은 방향과 같은 방향을 가지므로 결과적인 힘을 찾으려면 크기를 더하고 방향과 방향이 같지만 크기가 강도의 합인 힘을 나타내면 충분합니다. .

또한 이러한 유형의 두 가지 힘을 그래픽으로 추가하려면 한 힘을 다른 힘 뒤에 배치하면 됩니다.

방향은 같지만 방향이 다른 힘

예를 들어, 다음 두 힘은 평행하기 때문에 방향은 같지만 방향은 반대입니다. 따라서 그 합으로 인한 힘은 더 큰 힘의 방향과 방향을 갖는 힘이 될 것이며 그 계수는 두 힘의 계수를 뺀 값이 될 것입니다.

다양한 방향과 의미를 지닌 힘

두 경쟁 세력의 결과 힘이 계산되는 다음 예를 살펴보십시오. 방향이 다르기 때문에 벡터 분해가 먼저 수행된 다음 동일한 축에 있는 구성 요소가 추가됩니다.

즉, 힘의 방향이 다른 경우 벡터의 구성 요소를 추가합니다. 힘의 경사각이 주어지면 사인과 코사인을 사용하여 벡터 분해를 찾을 수 있다는 점을 기억하십시오.

힘을 벡터로 분해할 수 있으면 수치적으로 추가할 수 있습니다. 그렇지 않으면 힘을 그래픽으로 추가해야 합니다 . 이를 위해 다음과 같이 구성된 평행사변형 방법 (또는 평행사변형 규칙)을 사용합니다.

1. 먼저, 한 힘의 끝에 다른 힘과 평행한 선을 그립니다.
2. 다른 힘으로 이전 단계를 반복합니다.
3. 결과적인 힘은 힘의 공통 원점에서 두 평행선의 교차점까지의 평행사변형의 대각선입니다.

이 방법은 한 쌍의 힘을 추가하는 데 적합하지만 세 개 이상의 힘을 추가하려면 다음으로 구성된 다각형 방법을 사용하는 것이 좋습니다 .

1. 한 힘의 시작점이 다른 힘의 끝과 일치하도록 각 힘을 다른 힘 뒤에 배치합니다. 힘을 가하는 순서는 중요하지 않습니다.
2. 합력은 첫 번째 힘의 시작 부분과 마지막 힘의 끝 부분을 결합하여 얻은 벡터입니다.

해결된 합력 문제

연습 1

다음 두 가지 힘으로 인해 발생하는 힘을 구합니다.

이 경우 두 힘은 같은 방향과 방향을 가지므로 두 힘을 더하려면 크기를 더해야 하며 결과적인 힘은 두 힘과 같은 방향과 방향을 갖게 됩니다.

연습 2

다음 세 가지 힘으로 인해 발생하는 힘을 계산합니다.

세 가지 힘은 모두 동일한 방향을 가지므로 결과적인 힘의 방향은 이러한 힘에 대해 동일합니다.

이 연습에서는 방향과 방향이 동일한 두 개의 힘이 있으므로 직접 추가할 수 있습니다. 반면에 방향은 같지만 방향이 다른 또 다른 힘이 있으므로 이 힘은 결과적인 힘에서 강도를 뺍니다.

또한 오른쪽 방향의 힘의 합이 왼쪽 방향의 힘의 값보다 크기 때문에 결과적인 힘은 오른쪽 방향을 가져야 합니다.

연습 3

시스템의 결과 힘을 결정하려면 다음 두 가지 힘을 수치적으로 추가하십시오.

• 수평축을 기준으로 45°의 기울기를 갖는 10N의 힘.
• 수평축을 기준으로 60°의 기울기를 갖는 7N의 힘.

문제 설명은 힘의 방향이 서로 다르다는 것을 알려주므로 먼저 사인 및 코사인 공식을 사용하여 힘을 벡터적으로 분해해야 합니다.

이제 동일한 축에 해당하는 힘의 구성요소를 추가합니다.

따라서 결과적인 힘은 다음과 같습니다.

결과적인 힘의 계수를 계산할 수도 있습니다.

연습 4

다음 힘 시스템으로 인해 발생하는 힘을 그래픽으로 찾아보세요.

그래프의 모든 벡터 힘을 합산하려면 다각형 방법을 적용해야 합니다.