Hợp lực là tổng của tất cả các lực tác dụng lên cùng một vật. Khi một cơ thể hoặc một vật thể chịu tác dụng của nhiều lực đồng thời thì sẽ xảy ra hiệu ứng. Lực tác dụng có thể được thay thế bằng một lực duy nhất tạo ra tác dụng tương tự. Lực lượng duy nhất Đây là lực lượng kết quả còn được gọi là lực lượng thuần và được thể hiện bằng ký hiệu F R .
Hiệu ứng do F R tạo ra sẽ phụ thuộc vào kích thước, phương và hướng của nó. Các đại lượng vật lý có hướng và giác là đại lượng vectơ.
Lực lượng kết quả. Bởi Ilevanat (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rezultanta.JPG), từ Wikimedia Commons
Vì các lực tác dụng lên một vật có độ lớn vectơ, nên lực kết quả F R là tổng vectơ của tất cả các lực và có thể được biểu diễn bằng đồ thị bằng một mũi tên cho biết phương và hướng của nó.
Với lực kết quả, vấn đề của một cơ thể bị ảnh hưởng bởi một số lực được đơn giản hóa bằng cách giảm nó thành một lực tác động duy nhất.
Công thức
Biểu diễn toán học của lực kết quả là một tổng vectơ của các lực.
F R = ∑ F (1)
∑ F = F 1 + F 2 + F 3 +… F N (2)
F R = Lực kết quả
∑ F = Tổng lực lượng
Lưu ý rằng lực kết quả của biểu thức (6) không được đánh dấu bằng kiểu in đậm và đó là bởi vì nó chỉ biểu thị giá trị số. Phương được xác định bởi góc θ x .
Biểu thức (6) đúng cho các lực tác dụng trong cùng một mặt phẳng. Khi các lực tác dụng trong không gian, thành phần z của lực được tính đến khi làm việc với các thành phần hình chữ nhật.
Bài tập đã giải
Tất cả các thành phần x và y của các lực tác dụng lên vật được xác định. Lực F 1 chỉ có một thành phần nằm ngang trên trục x. Lực F 2 có hai thành phần F 2x và F 2y nhận được từ hàm sin và cosin góc 30 °.
F 1x = F 1 = 70N
F 2x = F 2 cos 30 ° = 40 N.cos 30 ° = 34,64N
F 1y = 0
F 2y = F 2 sin 30 ° = 40 sin 30 ° = 20N
∑ F x = 70N + 34,64N = 104,64N
∑ F y = 20N + 0 = 20N
Khi các lực kết quả trên trục x và y đã được xác định, chúng ta tiến hành lấy giá trị số của lực kết quả.
F R 2 = (∑ F x ) 2 + (∑ F y ) 2
Lực kết quả là căn bậc hai của tổng các thành phần bình phương của các lực
F R = √ (104,64N) 2 + (20N) 2
F R = 106,53N
Góc tạo bởi hợp lực F R nhận được từ biểu thức sau:
θ x = tan -1 (∑ F y / ∑ F x )
θ x = tan -1 (20N / 104,64N) = 10,82 °
Hợp lực F R có độ lớn 106,53N và có phương xác định bằng góc 10,82 ° mà nó tạo với phương ngang.
Người giới thiệu
- Dola, G, Duffy, M và Percival, A. Vật lý. Tây Ban Nha: Heinemann, 2003.
- Avison, J H. Thế giới Vật lý. Ấn Độ: Thomas Nelson và Sons, 1989.
- Pinsent, M. Quy trình vật lý. Vương quốc Anh: Nelson Thomas, 2002.
- Yadav, S K. Cơ học Kỹ thuật. Delhi: Nhà xuất bản Khám phá, 2006.
- Serway, RA và Jewett, J W. Vật lý cho các nhà khoa học và kỹ sư. California, Hoa Kỳ: Brooks / Cole, 2010.