Ortaya çıkan güç

Bu makalede, bir kuvvetler sisteminin sonuçta ortaya çıkan kuvvetinin ne olduğu ve nasıl hesaplandığı açıklanmaktadır. Ortaya çıkan kuvveti nasıl bulacağınıza dair birkaç örnek bulacaksınız ve ayrıca adım adım çözülen alıştırmalarla pratik yapabileceksiniz.

Ortaya çıkan kuvvet nedir?

Ortaya çıkan kuvvet , iki veya daha fazla kuvvetten oluşan bir sisteme eşdeğer olan kuvvettir; öyle ki tüm kuvvetler sistemi, ortaya çıkan kuvvetle değiştirilebilir.

Ortaya çıkan kuvvet, cisme etki eden tüm kuvvetlerin toplanmasıyla hesaplanır.

Benzer şekilde, bir sistemin ortaya çıkan kuvvetine de net kuvvet veya toplam kuvvet denir.

Ortaya çıkan kuvvet, bir cisme uygulanan tüm kuvvetlerin tek bir kuvvetle değiştirilmesine izin verdiği için kuvvetler sistemini basitleştirmek için kullanılır.

Ortaya çıkan kuvvet nasıl hesaplanır

Fizikte, bir kuvvetler sisteminin ortaya çıkan kuvvetini hesaplamak için sisteme etki eden tüm kuvvetleri toplamanız gerekir.

Ancak bir sistemin bileşke kuvvetini bulmak için genel bir formül yoktur, ancak kuvvetleri toplamak için kuvvetlerin yön ve yönlerine bağlı olarak şu veya bu yöntemin uygulanması gerekir. Aşağıda adım adım açıklanan tüm vakaları görebilirsiniz.

Yönü ve anlamı aynı olan kuvvetler

Örneğin, aşağıdaki iki kuvvet aynı yöne ve aynı yöne sahiptir, bu nedenle sonuçtaki kuvveti bulmak için büyüklüklerini toplamak yeterlidir ve aynı yön ve aynı yöne sahip ancak büyüklüğü kuvvetlerin toplamı olan bir kuvveti temsil eder. .

Ayrıca, bu türden iki kuvveti grafiksel olarak eklemek için, bir kuvveti diğerinin arkasına yerleştirmeniz yeterlidir.

Yönleri aynı fakat yönleri farklı olan kuvvetler

Örneğin aşağıdaki iki kuvvet paralel oldukları için aynı yöne sahiptirler ancak yönleri zıttır. Dolayısıyla bunların toplamından ortaya çıkan kuvvet, daha büyük kuvvetin yönüne ve yönüne sahip bir kuvvet olacak ve modülü, iki kuvvetin modüllerinin çıkarılması olacaktır.

Farklı yönleri ve anlamları olan kuvvetler

İki rakip kuvvetin ortaya çıkan kuvvetinin hesaplandığı aşağıdaki örneğe bakın. Yönleri farklı olduğundan önce vektör ayrıştırması yapılır, ardından aynı eksendeki bileşenler toplanır:

Yani kuvvetlerin yönleri farklı olduğunda vektörlerin bileşenlerini topluyoruz. Bize bir kuvvetin eğim açısı verilirse, sinüs ve kosinüs kullanarak vektör ayrışımı bulabileceğimizi unutmayın:

Kuvvetlerin sayısal olarak toplanması, vektörlere ayrıştırılabiliyorsa yapılabilir, aksi takdirde kuvvetlerin grafiksel olarak toplanması gerekir . Bunu yapmak için aşağıdakilerden oluşan paralelkenar yöntemini (veya paralelkenar kuralını) kullanırız:

1. Öncelikle bir kuvvetin ucuna diğer kuvvete paralel bir çizgi çiziyoruz.
2. Önceki adımı diğer kuvvetle tekrarlıyoruz.
3. Ortaya çıkan kuvvet, paralelkenarın, kuvvetlerin ortak noktasından iki paralel çizginin kesişme noktasına kadar olan köşegenidir.

Bu yöntem bir çift kuvvet eklemek için uygundur, ancak üç veya daha fazla kuvvet eklemek istiyorsak aşağıdakilerden oluşan çokgen yöntemini kullanmak daha iyidir :

1. Her kuvveti birbiri ardına yerleştirin, böylece bir kuvvetin başlangıcı diğer kuvvetin sonuyla çakışsın. Kuvvetleri yerleştirdiğimiz sıranın hiçbir önemi yoktur.
2. Bileşke kuvvet, ilk kuvvetin başlangıcı ile son kuvvetin bitişinin birleştirilmesiyle elde edilen vektördür.

Çözülmüş Bileşik Kuvvet Problemleri

1. Egzersiz

Aşağıdaki iki kuvvetten kaynaklanan kuvveti bulun:

Bu durumda, iki kuvvet aynı yöne ve aynı yöne sahiptir; bu nedenle, iki kuvveti toplamak için bunların büyüklüğünü eklemelisiniz; ortaya çıkan kuvvet, iki kuvvetle aynı yönde ve aynı yönde olacaktır:

Alıştırma 2

Aşağıdaki üç kuvvetten kaynaklanan kuvveti hesaplayın:

Her üç kuvvet de aynı yöne sahip olduğundan, ortaya çıkan kuvvetin yönü bu kuvvetler için aynı olacaktır.

Bu alıştırmada aynı yöne ve yöne sahip iki kuvvetimiz var, dolayısıyla bunları doğrudan toplayabiliriz. Öte yandan, aynı yönde fakat farklı yönde başka bir kuvvetimiz daha var, dolayısıyla bu kuvvet, ortaya çıkan kuvvetin şiddetini çıkaracaktır.

Ek olarak, sağ yönlü kuvvetlerin toplamının değeri sol yönlü kuvvetin değerinden daha büyüktür, dolayısıyla ortaya çıkan kuvvetin sağ yönlü olması gerekir.

Alıştırma 3

Sistemin ortaya çıkan kuvvetini belirlemek için aşağıdaki iki kuvveti sayısal olarak toplayın:

• Yatay eksene göre 45° eğimle 10 N kuvvet.
• Yatay eksene göre 60°’lik bir eğimle 7 N’lik kuvvet.

Problem ifadesi bize kuvvetlerin farklı yönlere sahip olduğunu söyler, bu nedenle öncelikle bunları sinüs ve kosinüs formüllerini kullanarak vektörel olarak ayrıştırmamız gerekir:

Şimdi aynı eksene karşılık gelen kuvvetlerin bileşenlerini ekliyoruz:

Sonuç olarak ortaya çıkan kuvvet şu şekildedir:

Ortaya çıkan kuvvetin modülünü de hesaplayabiliriz:

Alıştırma 4

Aşağıdaki kuvvet sisteminden kaynaklanan kuvveti grafiksel olarak bulun:

Grafikteki tüm vektör kuvvetlerini toplamak için çokgen yöntemini uygulamamız gerekir: