מהו כוח לא מאוזן?

על פי חוקי התנועה של ניוטון, כוח לא מאוזן הוא כזה שגורם לשינוי בתנועה של האובייקט עליו מופעל הכוח. אובייקט במנוחה או אובייקט בתנועה יציבה ממשיך במנוחה או בתנועה ללא שינוי אלא אם כן הוא נתון לכוח לא מאוזן. במקרה כזה, האובייקט מואץ לכיוון הכוח על פי המשוואה: כוח שווה למסה כפול תאוצה. כוח לא מאוזן ממשיך להאיץ אובייקט עד עד שנבנה כוח נגד חדש ויווצר מאזן כוחות חדש. האובייקט המואץ שומר אז על מהירות קבועה, והכוח שלא היה מאוזן בעבר מאוזן על ידי הכוח החדש.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

כוח לא מאוזן הוא כוח שמשנה את המיקום, המהירות או הכיוון של האובייקט אליו הוא מופעל. הכוח הלא מאוזן מאיץ את האובייקט עם התאוצה ביחס ישר לגודל הכוח וביחס הפוך למסת האובייקט.

במצב של מצב יציב, כל הכוחות מאוזנים עם כל האובייקטים במנוחה או נעים בכיוון נתון במהירות קבועה. אם כוח אחד מתחיל לגדול או מכניסים כוח חדש, המצב יכול להשתנות, תלוי בעוצמתו של הכוח הגדל או הכוח החדש. אם הכוח המתגבר או הכוח החדש חלש, נקבע מאזן כוחות חדש ושום דבר לא משתנה. אם הכוח הגדל או החדש יהפוך חזק מדי לאיזון הכוחות הקיים, האובייקטים יאיצו, יזוזו וישנו את מיקומם או את מהירותם. המצב ישתנה עד שיושג מאזן כוחות חדש.

לדוגמא, מכונית המתגלגלת בניוטרל בכביש ישר ושטוח נתונה לכמה כוחות מאוזנים ולא מאוזנים. משקל המכונית הדוחפת מטה מאוזן בדיוק על ידי כוח המדרכה הדוחף כלפי מעלה. המכונית לכן לא מאיצה למעלה או למטה. חיכוך הצמיגים המתגלגלים על המדרכה והתנגדות האוויר הם שני כוחות לא מאוזנים הפועלים להאטת המכונית. האינרציה של המכונית ממשיכה את המכונית לגלגל, אך שני הכוחות הלא מאוזנים מאטים אותה עד עצירה. כאשר המכונית נעצרת, כל הכוחות שוב באיזון ואין תאוצה חדשה אלא אם כן הנהג מתניע את המכונית ונוסע משם ומוסיף כוח לא מאוזן חדש שמתגבר על שני הקודמים כוחות.

כוחות משותפים שלעתים קרובות אינם מאוזנים כוללים את כוח הכבידה ואת הכוחות המופעלים. כאשר כוחות אלה אינם מאוזנים, האובייקטים מואצים, משנים את מיקומם ומוצאים תצורות חדשות שכל הכוחות מאוזנים אליהן שוב.

משקלו של אובייקט הוא הכוח שמפעיל כוח הכבידה על אותו אובייקט. אם תפוח תלוי בעץ, כוח הכבידה כלפי מטה מאוזן בכוח כלפי מעלה של גזע התפוח המחובר לענף. ברגע שהתפוח בשל, הגבעול מתנתק. באותו רגע הכוח כלפי מעלה הופך לאפס, ויש כוח כובד לא מאוזן כלפי מטה. התפוח נופל. כאשר הוא פוגע בקרקע, כדור הארץ מספק כוח עליון חדש השווה לכוח הכבידה, והמצב שוב מאוזן.

כוחות מיושמים חשובים מכיוון שהם משמשים להעברת חפצים בהתאם למטרות ספציפיות. לדוגמא, כדי להזיז שולחן אוכל לצד השני של החדר על רקע קיר, אחד או יותר אנשים מפעילים כוח על ידי דחיפתו. לפני שהכוח החדש מופעל, הכל באיזון.

בהתחלה ייתכן שהאנשים לא לוחצים חזק מאוד, והשולחן לא זז. ואז אנשים דוחפים על השולחן ורגליהם דוחפות על הרצפה בכוח החיכוך. באופן דומה השולחן נדחק לאחור בכוח שווה עקב חיכוך רגליו על הרצפה. בסופו של דבר האנשים לוחצים מספיק חזק כדי ליצור כוח לא מאוזן כדי להתגבר על חיכוך השולחן, והשולחן מאיץ להחליק על הרצפה. כאשר העם דחף אותו לקיר, יש איזון כוחות חדש ומצב חדש ויציב. בכל המקרים הללו, כוחות לא מאוזנים גורמים לסידור מחדש של חפצים למצב חדש ומאוזן.