이 문서에서는 균형력이 무엇인지, 그리고 어떻게 계산하는지 설명합니다. 또한 균형 잡힌 근력 운동을 해결하여 연습할 수도 있습니다.
균형을 잡는 힘은 무엇입니까?
균형력은 시스템의 모든 힘의 효과에 대응하는 힘입니다. 즉, 균형력은 힘 시스템의 균형을 맞출 수 있는 힘입니다.
따라서 시스템의 균형력은 합력과 동일한 크기, 방향 및 반대 방향을 갖습니다.
또한 균형력은 시스템의 모든 힘의 합을 0으로 만들어 시스템이 평형 상태에 있게 됩니다.
예를 들어, 수직력은 무게의 힘의 균형을 맞추는 힘입니다. 왜냐하면 수직력은 그 효과를 중화시키고 신체가 지면에서 스스로를 지탱할 수 있도록 하기 때문입니다.
균형력 계산 방법
시스템의 균형력을 계산하려면 먼저 시스템의 결과 힘을 찾은 다음 해당 구성 요소를 무효화해야 합니다.
균형력은 합력의 반대이므로 균형력을 도출하는 과정은 단순히 합력을 결정한 다음 좌표의 부호를 변경하는 것입니다.
따라서 시스템의 균형력을 찾으려면 합력이 어떻게 계산되는지 아는 것이 중요합니다. 그렇지 않은 경우 다음 설명을 확인해야 합니다.
예를 들어, 시스템의 결과 힘이 다음과 같다면
, 균형력 계산은 다음과 같습니다.
해결 균형 잡힌 근력 운동
연습 1
다음 세 가지 힘의 균형력을 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.
따라서 균형을 잡는 힘은 합력의 반대이므로 균형을 잡는 힘은 같은 방향이지만 왼쪽으로 5 N 값이 됩니다.
연습 2
다음 두 힘에 의해 형성되는 시스템의 균형력을 결정하십시오.
- 수평축을 기준으로 45°의 기울기를 갖는 10N의 힘.
- 수평축을 기준으로 60°의 기울기를 갖는 7N의 힘.
문제 설명은 힘의 방향이 서로 다르다는 것을 알려줍니다. 따라서 결과 힘을 찾으려면 먼저 사인 및 코사인 공식을 사용하여 힘을 벡터적으로 분해해야 합니다.
이제 동일한 축에 해당하는 힘의 구성요소를 추가합니다.
따라서 결과적인 힘은 다음과 같습니다.
따라서 균형력은 다음과 같습니다.
연습 3
다음 힘 체계의 균형을 잡는 힘을 구하십시오.
그래프에서 모든 벡터 힘의 결과 힘을 얻으려면 다각형 방법을 적용해야 합니다.
따라서 결과적인 힘은 다음과 같은 구성 요소를 갖습니다.
따라서 균형을 잡는 힘은 동일한 구성요소를 가지지만 부호가 변경된 이 힘이 됩니다.
