Berechnung Equilibrium Wo die Nettokraft auf ein Objekt ist Null
In der Physik ist ein Objekt in Gleichgewicht wenn es hat Beschleunigung von Null - wenn das Netz auf ihn wirkenden Kraft Null ist. Das Objekt nicht tatsächlich haben im Ruhezustand zu sein, wie in dem folgenden Beispiel, das eine Riemenscheibe verwendet ein Zeichen zu suspendieren - es kann 1000 Meilen pro Stunde so lange gehen als die Nettokraft auf sie Null ist, und es ist nicht zu beschleunigen. Kräfte können auf das Objekt handeln, aber sie summieren sich, als Vektoren, auf Null.
Nehmen wir zum Beispiel einen Blick auf die Figur, wo Sie Ihre eigenen Lebensmittelgeschäft und kaufte einen Draht bewertet bei 15 Newton begonnen haben, das Schild zu hängen mit.
Das Zeichen wiegt nur 8,0 Newton, so hängen sollte es kein Problem sein, nicht wahr? Eigentlich Sie haben hier ein Problem. Coolly, können Sie Ihren Rechner bekommen, um herauszufinden, was den Draht zu erzwingen, F1 in dem Diagramm ist auf dem Schild auszuüben, sie zu unterstützen. Sie wollen, dass die Zeichen im Gleichgewicht zu sein, was bedeutet, dass die Nettokraft auf sie Null ist. Daher wird das gesamte Gewicht des Zeichens, mg, hat durch die nach oben gerichtete Kraft auf sie ausgeübt wird, ausgeglichen werden.
In diesem Fall ist die einzige Kraft nach oben auf das Zeichen wirkende y Komponente F1, woher F1 in der Leitung ist die Spannung, wie Sie in der Abbildung sehen können. Ausgeübte Kraft durch die horizontale Strebe, F2, nur horizontal ist, so ist es nichts für Sie in der vertikalen Richtung zu tun. Mit Ihrem Wissen von Trigonometrie, können Sie aus der Figur bestimmen, dass die y Komponente F1 ist
Um das Vorzeichen halten, F1y muss das Gewicht des Zeichens gleich, mg:
Dies zeigt Ihnen, dass die Spannung in dem Draht, F1,muss sein
Sie wissen, dass das Gewicht des Zeichens 8,0 Newton ist, so
Uh oh. Sieht aus wie der Draht eine Kraft von 16 Newton in der Lage sein müssen, zu widerstehen, nicht nur die 15 Newton es bewertet wird. Sie brauchen einen stärkeren Draht zu erhalten.
Angenommen, Sie haben einen stärkeren Draht zu bekommen. Jetzt können Sie über die Klammer besorgt zu sein, die die horizontale Kraft bereitstellt, F2, Sie sehen in der Abbildung dargestellt. Welche Kraft hat, dass Klammer in der Lage zu sein? Nun, Sie wissen, dass die Figur nur zwei horizontale Kräfte hat: FKlammer und das x Komponente F1. Und Sie wissen bereits, dass F1 = 16 N. Sie haben alles, was Sie brauchen, um herauszufinden, FKlammer.
Um zu beginnen, müssen Sie bestimmen, was die x Komponente F1 ist. Mit Blick auf die Figur und mit ein wenig trig, können Sie sehen, dass
Dies ist die Kraft, deren Größe gleich sein muß FKlammer:
Dies sagt Ihnen, dass
Die Klammer Sie verwenden muss in der Lage sein, eine Kraft von etwa 14 Newton auszuüben.
Um ein Zeichen von nur 8 Newton in dieser Konfiguration unterstützt, müssen Sie einen Draht, der mindestens 16 Newton und eine Klammer unterstützt, die eine Kraft von 14 Newton zur Verfügung stellen kann. Das y Komponente der Spannung in dem Draht hat das ganze Gewicht des Zeichens zu unterstützen, und weil der Draht an einem hübschen kleinen Winkel ist, müssen Sie eine Menge Spannung in dem Draht die Kraft, die Sie erhalten müssen. Und in der Lage sein, dass die Spannung zu handhaben, müssen Sie eine ziemlich starke Stütze.