Cómo calcular los vectores de fuerza
El cálculo principal de vectores de fuerza en los cursos introductorios de física implica la descomposición de un vector de fuerza en componentes perpendiculares. Además del vector implica la colocación de los vectores en una serie, igualando la cabeza de un vector a la cola de la siguiente, para formar una cadena. una cadena de este tipo es equivalente a un único vector dibujado de la cola del vector en un extremo de la cadena a la cabeza vector en el extremo opuesto de la serie. Por lo tanto, la descomposición de vectores en vectores perpendiculares se basa en - y equivalente a - la suma de vectores.
instrucciones
1 Suponga que tiene un bloque que descansa sobre un plano inclinado. La fuerza de fricción entre el bloque y la inclinación es paralela a la superficie inclinada. Es una función de la fuerza normal del bloque en la pendiente, causada por la gravedad. Por el bien de un ejemplo, supongamos que la inclinación es de 30 grados desde la horizontal y el bloque pesa 0,5 kg.
2 Visualizar (o dibuje) la fuerza gravitacional en el bloque como un vector vertical, apuntando hacia abajo desde el centro del bloque.
3 Dibuje dos vectores más pequeños para formar un triángulo rectángulo con el vector vertical. Hacer un vector paralelo a la inclinación, con su cola tocar la cola del vector vertical. Hacer que el tercer vector perpendicular al segundo vector, por lo que su cola toca la cabeza del segundo vector y la cabeza toca la cabeza del vector vertical. Hacer las longitudes de estos dos vectores de manera que forman un ángulo recto en el que se cruzan entre sí. Por la suma de vectores, que suman hasta igualar el, vector columna más grande.
4 Tener la longitud del vector verticales corresponden a la magnitud de la fuerza que representan. Desde tiempos 0.5kg la constante gravitacional ( "g") es la magnitud de la fuerza vertical, la longitud del vector corresponde a 0,5 x 9,80 = 4,90 Newtons (N).
5 Tenga en cuenta que el ángulo de la pendiente es el mismo que el ángulo en el que el vector normal se cruza con el vector vertical. Marque este ángulo entre los dos vectores como 30 grados. Con magnitud 4.9N igualando del vector vertical, la longitud del vector tangencial debe ser 4,90 x sen 30 N = 2,45 N. La longitud del vector normal debe ser 4,90 x cos 30 N = 4,24 N.
6 Tenga en cuenta que, según lo declarado por el teorema de Pitágoras, los cuadrados de los dos vectores más pequeños es igual al cuadrado del vector columna: 4.24 + 2.45 ^ 2 ^ 2 = 4,90 ^ 2, donde el símbolo de intercalación "^" indica exponenciación.
7 Calcular la fuerza de fricción tangencial al multiplicar la fuerza normal (4,24 N) por el coeficiente de fricción, que por ahora se puede supones es 0,05. Por lo tanto, la fuerza de fricción actúa para mantener el bloque en su lugar con una fuerza de 0,21 N.
8 Determine la aceleración del bloque por la pendiente por la suma de vectores. El 0,21 N de fuerza de fricción tangencial se opone al 2,45 N en la fuerza de la gravedad tangencial, por lo que la fuerza efectiva tirando del bloque por la pendiente es la segunda ley de 2.24 N. El uso de Newton (F = ma) para dividir a cabo la masa del bloque para conseguir su aceleración a lo largo de la superficie del plano inclinado: 2.24N / 0,5 kg = 4.48m por segundo al cuadrado.