In dit artikel wordt uitgelegd wat evenwichtskracht is en hoe deze wordt berekend. Daarnaast kun je oefenen met opgeloste evenwichtskrachtoefeningen.
Wat is de evenwichtskracht?
Balancerende kracht is de kracht die het effect van alle krachten in een systeem tegenwerkt, dat wil zeggen, balancerende kracht is de kracht die in staat is een systeem van krachten in evenwicht te brengen.
Daarom heeft de balancerende kracht van een systeem dezelfde grootte, richting en tegengestelde richting als de resulterende kracht.
Bovendien zorgt de balancerende kracht ervoor dat de som van alle krachten in een systeem nul is en daarom is het systeem in evenwicht.
Normale kracht is bijvoorbeeld de kracht die de kracht van het gewicht in evenwicht brengt, omdat het het effect ervan neutraliseert en een lichaam in staat stelt zichzelf op de grond te ondersteunen.
Hoe de evenwichtskracht te berekenen
Om de balancerende kracht op een systeem te berekenen, moet men eerst de resulterende kracht op het systeem vinden en vervolgens de componenten ervan tenietdoen.
Omdat de balancerende kracht tegengesteld is aan de resulterende kracht, bestaat het proces om de balancerende kracht af te leiden simpelweg uit het bepalen van de resulterende kracht en het veranderen van het teken van de coördinaten ervan.
Om de evenwichtskracht van een systeem te vinden, is het daarom essentieel dat u weet hoe de resulterende kracht wordt berekend. Als dit niet het geval is, ziet u de volgende uitleg:
Als de resulterende kracht van een systeem bijvoorbeeld
, zal de berekening van de balanceringskracht zijn:
Opgeloste evenwichtskrachtoefeningen
Oefening 1
Bereken de balancerende kracht van de volgende drie krachten:
Alle drie de krachten hebben dezelfde richting, dus de richting van de resulterende kracht zal voor deze krachten hetzelfde zijn.
In deze oefening hebben we twee krachten met dezelfde richting en richting, dus we kunnen ze direct optellen. Aan de andere kant hebben we een andere kracht met dezelfde richting maar een andere richting, dus deze kracht zal de intensiteit aftrekken van de resulterende kracht.
Bovendien is de waarde van de som van de krachten in de rechterrichting groter dan de waarde van de kracht in de linkerrichting, dus de resulterende kracht moet een rechtse richting hebben.
Omdat de balanceringskracht tegengesteld is aan de resulterende kracht, zal de balanceringskracht daarom een kracht met een waarde van 5 N zijn met dezelfde richting maar naar links.
Oefening 2
Bepaal de evenwichtskracht van het systeem, gevormd door de volgende twee krachten:
- Kracht van 10 N met een helling ten opzichte van de horizontale as van 45º.
- Kracht van 7 N met een helling ten opzichte van de horizontale as van 60º.
De probleemstelling vertelt ons dat de krachten verschillende richtingen hebben, dus om de resulterende kracht te vinden moeten we ze eerst vectorieel ontbinden met behulp van de sinus- en cosinusformules:
En nu voegen we de componenten van de krachten toe die overeenkomen met dezelfde as:
De resulterende kracht is daarom:
Daarom zal de evenwichtskracht zijn:
Oefening 3
Zoek de evenwichtskracht van het volgende krachtenstelsel:
Om de resulterende kracht van alle vectorkrachten in de grafiek te verkrijgen, moeten we de polygoonmethode toepassen:
De resulterende kracht heeft daarom de volgende componenten:
De balancerende kracht zal daarom deze kracht zijn met dezelfde componenten maar met een veranderd teken:
