Calculando equilíbrio onde a força resultante sobre um objecto é zero

Na física, é um objecto em equilíbrio

quando se tem uma aceleração de zero - quando a força resultante agindo sobre ele é zero. O objeto na verdade não tem que estar em repouso, como no exemplo abaixo, que usa uma polia de suspender um sinal - ele pode estar indo 1.000 milhas por hora, desde que a força resultante sobre ele é zero e não é acelerando. Forças pode estar agindo sobre o objeto, mas todos eles se somam, como vetores, para zero.

Video: 1ª Lei de Newton - Extensivo Física | Descomplica

Por exemplo, dê uma olhada na figura, onde começou seu próprio supermercado e comprou um fio classificado em 15 newtons para pendurar o cartaz com.

O sinal pesa apenas 8,0 newtons, então pendurá-la não deve ser problema, certo? Na verdade, você tem um problema aqui. Friamente, você sair de sua calculadora para descobrir o que force o fio, F₁ no diagrama, tem de exercer no sinal para apoiá-lo. Você quer que o sinal para estar em equilíbrio, o que significa que a força resultante sobre ele é zero. Portanto, todo o peso do sinal, mg; tem de ser equilibrado pela força ascendente exercida sobre ele.

Neste caso, a única força para cima atuando no sinal é o y componente de F₁, Onde F₁ é a tensão no fio, como você pode ver na figura. Força exercida pela cinta horizontal, F₂, só é horizontal, para que ele não pode fazer nada por você na direção vertical. Usando seu conhecimento de trigonometria, você pode determinar a partir da figura que o y componente de F₁ é

Para segurar o sinal, F_1y deve ser igual ao peso do sinal, mg:

Isto diz-lhe que a tensão no fio, F₁, devemos ser

Video: Força Resultante, Aceleração e Velocidade: os Vetores na 2a lei de Newton

Você sabe que o peso do sinal é 8,0 newtons, assim

Uh oh. Parece que o fio vai ter que ser capaz de suportar uma força de 16 newtons, não apenas os 15 newtons É classificado para. Você precisa obter um fio mais forte.

Suponha que você tem um fio mais forte. Agora você pode estar preocupado com a chave que fornece a força horizontal, F₂, você vê diagramado na figura. Que força é que isso cinta tem que ser capaz de fornecer? Bem, você sabe que a figura tem apenas duas forças horizontais: F_braçadeira e a X componente de F₁. E você já sabe que F₁ = 16 N. Você tem tudo que você precisa para descobrir F_braçadeira.

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Para começar, você precisa determinar o que a X componente de F₁ é. Olhando para a figura e usando um pouco de trig, você pode ver que

Esta é a força cuja magnitude deve ser igual F_braçadeira:

Isto diz-lhe que

A chave que você usa tem de ser capaz de exercer uma força de cerca de 14 newtons.

Para apoiar um sinal de apenas 8 newtons nesta configuração, você precisa de um fio que suporta pelo menos 16 newtons e uma cinta que pode fornecer uma força de 14 newtons. o y componente da tensão no fio tem de suportar todo o peso do sinal, e porque o fio está em um muito pequeno ângulo, você precisa de muita tensão no fio para obter a força que você precisa. E para ser capaz de lidar com essa tensão, você precisa de uma chave muito forte.