Podle Newtonových pohybových zákonů je nevyvážená síla taková, která způsobí změnu pohybu objektu, na který je síla aplikována. Objekt v klidu nebo objekt v ustáleném pohybu pokračuje v klidu nebo v nezměněném pohybu, pokud není vystaven nevyvážené síle. V takovém případě objekt zrychluje ve směru síly podle rovnice: síla se rovná hromadné době zrychlení. Nevyvážená síla pokračuje ve zrychlování objektu, dokud se nevytvoří nová protisíla a nenastane nová rovnováha sil. Zrychlený objekt pak udržuje stálou rychlost a dříve nevyvážená síla je vyvážena novou silou.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Nevyvážená síla je síla, která mění polohu, rychlost nebo směr objektu, na který působí. Nevyvážená síla zrychluje objekt zrychlením přímo úměrným velikosti síly a nepřímo úměrným hmotnosti objektu.
Jak fungují nevyvážené síly
V ustáleném stavu jsou všechny síly vyváženy se všemi objekty buď v klidu, nebo se pohybují daným směrem pevnou rychlostí. Pokud se jedna síla začne zvětšovat nebo se zavede nová síla, situace se může změnit v závislosti na síle rostoucí nebo nové síly. Pokud je rostoucí síla nebo nová síla slabá, nastane nová rovnováha sil a nic se nezmění. Pokud se rostoucí nebo nová síla stane příliš silnou pro stávající rovnováhu sil, objekty zrychlí, pohnou se a změní svou polohu nebo rychlost. Situace se bude stále měnit, dokud nebude dosaženo nové rovnováhy sil.
Například auto jedoucí na neutrál po rovné, ploché dálnici je vystaveno několika vyváženým a nevyváženým silám. Hmotnost vozu tlačícího dolů je přesně vyvážena silou vozovky tlačící nahoru. Auto proto nezrychluje nahoru ani dolů. Tření pneumatik valících se po chodníku a odpor vzduchu jsou dvě nevyvážené síly působící na zpomalení vozu. Setrvačnost vozu udržuje vůz v pohybu, ale dvě nevyvážené síly jej zpomalují a zastavují. Když se vůz zastaví, všechny síly jsou opět v rovnováze a není zde žádné nové zrychlení, pokud řidič nastartuje auto a odjede a přidá novou nevyváženou sílu, která překoná předchozí dvě síly.
Společné nevyvážené síly
Mezi běžné síly, které jsou často nevyvážené, patří gravitační síla a použité síly. Když jsou tyto síly nevyvážené, objekty zrychlují, mění svou polohu a hledají nové konfigurace, pro které jsou všechny síly opět vyvážené.
Váha objektu je síla, kterou na něj působí gravitace. Pokud jablko visí na stromě, gravitační síla dolů je vyvážena silou nahoru stonku jablka připojeného k větvi. Jakmile je jablko zralé, stonek se oddělí. V tu chvíli se síla vzhůru stane nulovou a nevyrovnaná gravitační síla směrem dolů. Jablko padá. Když dopadne na zem, Země poskytne novou vzestupnou sílu rovnající se gravitační síle a situace je opět vyvážená.
Aplikované síly jsou důležité, protože se používají k pohybu objektů v souladu se specifickými účely. Například k přemístění jídelního stolu na druhou stranu místnosti ke zdi použije jeden nebo více lidí sílu tím, že jej zatlačí. Před použitím nové síly je vše v rovnováze.
Zpočátku lidé možná nebudou moc tlačit a stůl se nepohybuje. Pak lidé tlačí na stůl a jejich nohy tlačí na podlahu silou tření. Podobně stůl tlačí stejnou silou zpět v důsledku tření nohou o podlahu. Lidé nakonec dostatečně zatlačili, aby vytvořili nevyváženou sílu, aby překonali tření stolu, a stůl se zrychluje, aby klouzal po podlaze. Když to lidé přitlačili ke zdi, nastala nová rovnováha sil a nová situace v ustáleném stavu. Ve všech těchto případech nevyvážené síly způsobují nové uspořádání objektů do nové vyvážené situace.