In dit artikel wordt uitgelegd wat parallelle krachten zijn. Ook vindt u voorbeelden van parallelle krachtsystemen. Ten slotte kun je zien hoe je de kracht kunt berekenen die voortkomt uit een systeem van parallelle krachten in dezelfde richting en een systeem van parallelle krachten in een andere richting.
Wat zijn parallelle krachten?
Parallelle krachten zijn krachten waarvan de werkingslijnen evenwijdig zijn. Met andere woorden: twee of meer krachten zijn evenwijdig als ze dezelfde richting hebben.
Twee parallelle krachten kunnen dezelfde richting hebben of tegengestelde richtingen. Maar zolang de lijnen waarop ze worden geprojecteerd evenwijdig zijn, worden de krachten als parallel beschouwd.
Merk op dat twee parallelle krachten per definitie geen gelijktijdige krachten kunnen zijn, maar wel collineaire krachten .
Voorbeelden van parallelle krachten
Om het concept van parallelle krachten volledig te begrijpen, volgen hier twee voorbeelden uit het dagelijks leven van dit soort krachten.
Wanneer twee mensen bijvoorbeeld tegelijkertijd een heel zwaar voorwerp horizontaal proberen te verplaatsen, oefenen ze twee parallelle krachten in dezelfde richting uit, omdat beide mensen het voorwerp naar dezelfde kant willen verplaatsen.
Een ander voorbeeld van twee parallelle krachten is wanneer we met beide benen tegelijkertijd springen. Om te springen oefent elk been een verticale kracht uit op de grond.
In de volgende secties zullen we zien hoe twee parallelle krachten worden vervangen door een resulterende kracht. Om de volgende oefeningen met parallelle krachten te begrijpen, moet je echter eerst weten wat de balansvoorwaarden zijn .
Parallelle krachten in dezelfde richting
De kracht die voortkomt uit twee parallelle krachten in dezelfde richting is een kracht waarvan de waarde de som is van de modules van de parallelle krachten, en het aangrijpingspunt ervan reageert op de volgende relatie:
De vergelijking die wordt gebruikt om het aangrijpingspunt van de resulterende kracht te verkrijgen, komt voort uit de toepassing van de momentevenwichtsvoorwaarde, dat wil zeggen de tweede evenwichtsvoorwaarde.
Als we bijvoorbeeld twee parallelle krachten van 9 N en 15 N in dezelfde richting willen optellen, gescheiden door een lengte van 12 m, moeten we eerst de intensiteiten van de krachten optellen om de waarde van de resulterende kracht te vinden:
Het blijft nu om het punt van toepassing van de kracht te bepalen. Om dit te doen, moeten we de volgende vergelijking oplossen:
Concluderend is de kracht die voortkomt uit het systeem van deze twee parallelle krachten een kracht van 24 N en bevindt zich 7,5 m rechts van het punt waarop de eerste kracht wordt uitgeoefend.
Parallelle krachten in de tegenovergestelde richting
De resulterende kracht van twee parallelle krachten met tegengestelde richting is een kracht waarvan de waarde gelijk is aan het verschil in de modules van de parallelle krachten, en om het aangrijpingspunt ervan te berekenen is het noodzakelijk om de volgende relatie toe te passen:
Als we bijvoorbeeld twee parallelle krachten van 11 N en 7 N in verschillende richtingen, gescheiden door een lengte van 8 m, willen vervangen door hun resulterende kracht, moeten we eerst de grootte van de krachten aftrekken om de waarde van de resulterende kracht te vinden. :
Zodra de modulus van de resulterende kracht is berekend, hoeft u alleen nog maar het toepassingspunt te vinden. Daarom stellen we de volgende vergelijking voor en lossen deze op:
De resulterende kracht van dit systeem van parallelle krachten is dus een kracht van grootte 4 N en bevindt zich 14 m links van het aangrijpingspunt van de eerste kracht.
Aan de andere kant, als twee parallelle krachten in tegengestelde richtingen dezelfde intensiteit hebben, zeggen we in de natuurkunde dat ze een paar krachten zijn. Het kenmerk van een paar krachten is dat ze een moment genereren en daardoor het lichaam roteren. Je kunt zien hoe het moment van sommige krachten wordt berekend door hier te klikken: