In dit artikel wordt uitgelegd wat een krachtensysteem is. Ook vindt u diverse voorbeelden van krachtsystemen en wat de meest voorkomende soorten krachtsystemen zijn.
Wat is een krachtensysteem?
In de natuurkunde is een krachtensysteem een reeks krachten die op hetzelfde lichaam of object inwerken. Dat wil zeggen: wanneer twee of meer krachten op een lichaam worden uitgeoefend, is er sprake van een krachtenstelsel.
Wil het een systeem van krachten zijn, dan moet er logischerwijs meer dan één kracht optreden; vanuit twee krachten beschouwen we al een systeem. Op dezelfde manier wordt elk van de krachten die deel uitmaken van een krachtensysteem een component van het systeem genoemd.
Elk systeem van krachten kan worden vervangen door een enkele kracht, een zogenaamde resulterende kracht . Op deze manier wordt het systeem vereenvoudigd omdat het van verschillende krachten naar één enkele kracht gaat en daarom gemakkelijker te interpreteren is.
Om dit te bereiken is het noodzakelijk een procedure uit te voeren die een zekere moeilijkheid met zich meebrengt, omdat deze afhangt van de aard van het krachtenstelsel. Klik op de volgende link om te zien hoe u dit doet:
Voorbeelden van krachtsystemen
Gezien de definitie van krachtsysteem, kunt u hieronder verschillende voorbeelden van krachtsystemen zien om hun betekenis beter te begrijpen.
- We hebben bijvoorbeeld een systeem van krachten waarbij meerdere mensen tegelijkertijd kracht uitoefenen op een heel zwaar voorwerp in een poging het te verplaatsen.
- Een ander voorbeeld van een krachtsysteem is wanneer een persoon een voorwerp vasthoudt. Er werken verschillende krachten in het systeem, zoals de kracht van het gewicht van de persoon, de kracht van het gewicht van het object en de kracht van de persoon om het object te ondersteunen, naast andere krachten.
- Ten slotte is een auto die zich op de weg voortbeweegt ook een systeem van krachten, omdat er verschillende krachten op inwerken: de kracht van het gewicht, de normaalkracht, de wrijvingskracht, enz.
Soorten krachtsystemen
Hieronder worden de belangrijkste typen krachtsystemen toegelicht. Om het concept van elk type krachtsysteem beter te begrijpen, is het echter aanbevolen om ook te lezen hoe de resulterende kracht van een krachtsysteem wordt berekend (je hebt de link hierboven), aangezien deze anders wordt berekend, afhankelijk van het type krachtsysteem. . systeem.
Coplanair krachtsysteem
Een coplanair krachtsysteem is een reeks krachten die in hetzelfde vlak werken. Zodat alle krachten van het systeem in één vlak zijn opgenomen.
Een van de kenmerken van dit type systeem is dat alle krachten kunnen worden uitgedrukt door vectoren van slechts twee coördinaten. Normaal gesproken, als je natuurkunde gaat studeren, doe je meestal oefeningen met dit soort kracht omdat ze gemakkelijker zijn.
Systeem van concurrerende krachten
Een concurrerend krachtensysteem bestaat uit twee of meer krachten waarvan de richtingen elkaar in een punt snijden. Met andere woorden: de uitbreidingen van de actielijnen van een systeem van concurrerende krachten kruisen elkaar op één enkel punt.
Daarom zullen, zoals we hieronder zullen zien, een paar parallelle of collineaire krachten nooit deel uitmaken van een systeem van concurrerende krachten.
systeem van heuvelachtige krachten
Een systeem van collineaire krachten bestaat uit verschillende krachten die dezelfde richting hebben. Wanneer twee of meer krachten hun actielijn delen, is er sprake van een collineair krachtsysteem.
Opgemerkt moet worden dat collineaire krachten dezelfde of tegengestelde richtingen kunnen hebben, maar ongeacht hun richting worden ze als collineair beschouwd als ze dezelfde richting hebben.
parallel krachtsysteem
Een systeem van parallelle krachten is een reeks krachten die alleen door parallelle krachten wordt gevormd, dat wil zeggen dat de werkingslijnen van alle krachten in een dergelijk krachtensysteem evenwijdig zijn.
Hoewel de werkingslijnen van dit soort krachten evenwijdig zijn, wordt wiskundig gezien aangenomen dat ze dezelfde richting hebben.
Systeem van loodrechte krachten
Een systeem van loodrechte krachten bestaat uit twee of meer krachten die loodrecht op elkaar staan, dat wil zeggen dat ze een hoek van 90° vormen.
Om de kracht te berekenen die voortkomt uit twee loodrechte krachten, moeten we de formule voor de grootte van een kracht toepassen. Als je meer geïnteresseerd bent, kun je zien hoe dit wordt gedaan in het hierboven gelinkte artikel over resulterende kracht.
systeem van krachten in evenwicht
Een systeem van krachten in evenwicht is een reeks krachten waarvan de resulterende kracht en het resulterende moment nul zijn. Daarom is een systeem in evenwicht wanneer het in rust is, een constante lineaire snelheid of een constante hoeksnelheid heeft.
Om een lichaam in evenwicht te kunnen beschouwen, moet het in de natuurkunde aan twee voorwaarden voldoen. Je kunt hier zien welke dat zijn: