FHSST 物理学/力/图表
作用在一个物体上的合力是作用在该物体上的所有力的向量和。重要的是要记住,我们考虑作用在所考虑物体上的所有力 - 而不是物体可能反过来施加在其他物体上的力。
确定此合力的最简单方法是构建我们所谓的力图。在力图中,我们用一个点表示物体,并将所有力向量作为箭头连接到该点。请记住,在向量一章中,我们使用箭头的长度来指示向量的幅度,并使用箭头的方向来指示它作用的方向。
第二步是重新排列力向量,以便于将它们加在一起并找到合力。
让我们以一个例子开始
两个人从相反方向用 5 牛顿的力推一个箱子。
当我们绘制力图时,我们用一个点来表示箱子。这两个力用箭头表示,它们的尾部位于该点。
请注意,箭头指向相反的方向,并且具有相同的幅度(长度)。这意味着它们相互抵消,没有净力作用在物体上。
由于这两个力沿同一直线作用,因此也可以通过代数方法获得该结果。首先,我们选择一个正方向,然后将两个向量考虑方向进行加法。
将向右的方向视为正方向
当你处理更复杂的力图时,这些力不会完全平衡,你可能会注意到有时你会得到一个负数答案(例如 -2 牛顿)。这意味着什么?这意味着我们有与力相反的东西吗?不,它只是意味着力作用的方向与你选择为正的方向相反。你可以选择任何方向为正方向,但一旦选择好,你就必须坚持下去。
绘制力图后,就可以应用上一章介绍的向量加法技术。根据具体情况,你可以选择使用尾到头方法或平行四边形方法等图形技术,或者使用代数方法来确定合力。由于力是一个向量,因此所有这些方法都适用!
始终记住检查你的符号
问题:一块放置在无摩擦的平面上,重量为 100 牛顿。向右对该块施加 75 牛顿的力。作用在该块上的合力(或合力)是多少?
答案
步骤 1:首先让我们为该块绘制一个力图
RIAAN 注意第 68 页的图片不见了
小心不要忘记垂直于表面的两个力。每个有质量的物体都受到一个力(物体的重量)的吸引,该力吸引它朝向地球的中心。但是,如果这是垂直方向上作用在块体上的唯一力,那么块体就会穿过桌子掉到地上。这种情况不会发生,因为桌子施加了一个向上的力(法向力),它完全平衡了物体的重量。
步骤 2:
因此,唯一不平衡的力是施加的力。因此,该施加的力就是作用在块体上的合力。