Verschil tussen gebalanceerde en ongebalanceerde krachten

Belangrijkste verschil - Gebalanceerde vs. ongebalanceerde krachten

Als we denken aan krachten die op een lichaam inwerken, kunnen de krachten dat ook zijn evenwichtige of onevenwichtig. Het belangrijkste verschil tussen gebalanceerde en ongebalanceerde krachten is dat wanneer de krachten gebalanceerd zijn, de netto kracht op het lichaam 0 is, terwijl de nettokracht die op een lichaam inwerkt niet 0 is als de krachten ongebalanceerd zijn.

Wat zijn gebalanceerde krachten

Krachten die op een lichaam inwerken, zijn in balans als hun vectorsom 0 is, dat wil zeggen dat er geen netto kracht op het lichaam inwerkt. Volgens Newton's bewegingswetten zal het lichaam niet versnellen. Dit betekent dat als het lichaam in rust is het in rust zal blijven en als het lichaam in beweging is, zal het met dezelfde snelheid blijven bewegen in een rechte lijn. Als het lichaam met dezelfde snelheid beweegt maar niet in een rechte lijn beweegt, dan zijn de krachten op het lichaam niet gebalanceerd en het lichaam versnelt.

Evenwichtige krachten - voorbeelden

Laten we een eenvoudig voorbeeld nemen. De honden in het onderstaande schema trekken beide aan een stuk stof. Stel dat beide honden aan het doek trekken met een kracht van 50 N in tegengestelde richtingen, dan zouden de twee krachten elkaar opheffen en de resultante of de netto- kracht zou 0 zijn. Hier zijn de krachten gebalanceerd en zal het doek niet bewegen.

Evenwichtige Force_ Honden spelen touwtrekken

Denk aan een mok die op de tafel rust. Het feit dat de beker niet beweegt, betekent niet noodzakelijk dat die er is Nee krachten die op de mok werken. Er is altijd zwaartekracht in actie op de mok en proberen hem naar beneden te trekken (hier nemen we aan dat we het over een mok op aarde hebben!), echter de zwaartekracht wordt tenietgedaan door een opwaartse reactiekracht uitgeoefend door de tafel op de beker. Met andere woorden, de krachten zijn gebalanceerd en daarom beweegt de mok niet.

Coplanaire krachten

Laten we een voorbeeld nemen waarbij een lichaam wordt getrokken door 3 coplanaire krachten (dat wil zeggen ze werken allemaal in hetzelfde vlak). Als het lichaam in rust blijft, dan weten we dat de krachten erop evenwichtig zijn. In het onderstaande schema hebben we twee krachten  en  haaks op elkaar en een derde kracht  schuin werken  naar de verticaal. Als ze in balans zijn, kunnen we een relatie tussen de twee krachten uitwerken en en de hoek .

Ten eerste, de krachten verticaal nemen, .

Horizontaal krijgen we .

Door de eerste vergelijking te delen door de eerste, krijgen we,

Als drie coplanaire krachten in balans zijn en ze verschillende hoeken met elkaar maken, zoek dan eenvoudig componenten van elke kracht langs twee loodrechte richtingen. Dan moet de vectorsom van de componenten langs elke richting 0 zijn.

Wat zijn ongebalanceerde krachten

Wanneer we zeggen dat krachten op een lichaam zijn onevenwichtig, we bedoelen dat er een netto resulterende kracht is. Zoals gewoonlijk vinden we de resulterende kracht door de vectorsom van de krachten te vinden. Om aan te geven dat we de som of de resultante van krachten, schrijven we  zoals .

Volgens de tweede wet van Newton, als een resulterende kracht van  werkt op een lichaam met massa , dan zou het lichaam een ​​versnelling ondergaan van  in de richting van de resulterende kracht. Laten we nog een touwtje trekken als een voorbeeld: deze keer tussen een mens en een hond:

Touwtrekken: Dog vs. Human

Op de foto lijken de krachten gebalanceerd. Stel je echter voor wat er zou gebeuren als de hond met een kracht van 60 N aan het doek trok terwijl de vrouw het met een kracht van 60,25 N in de tegenovergestelde richting trok. Nu zal er een ongebalanceerde kracht van 0,25 N op de vrouw zijn. Als de massa van het shirt 3 g is, zou de versnelling van het shirt naar de vrouw zijn:

Verschil tussen gebalanceerde en ongebalanceerde krachten

Netto kracht

Voor evenwichtige krachten, de netto kracht is 0.

Voor ongebalanceerde krachten, de netto kracht is niet 0.

Versnelling

Gebalanceerde krachten geen versnelling veroorzaken.

Ongebalanceerde krachten versnelling veroorzaken.

Afbeelding Met dank

"Tug of War" door PROgarlandcannon (Eigen werk) [CC BY-SA 2.0], via flickr

"Tug of War" door PROCary Bass-Deschenes (Eigen werk) [CC BY-SA 2.0], via flickr (Gewijzigd)