Zgodnie z Prawami Ruchu Newtona niezrównoważona siła to taka, która powoduje zmianę ruchu obiektu, do którego przyłożona jest siła. Obiekt w spoczynku lub obiekt w ruchu stałym pozostaje w spoczynku lub w niezmienionym ruchu, chyba że zostanie poddany działaniu niezrównoważonej siły. W takim przypadku obiekt przyspiesza w kierunku siły zgodnie z równaniem: siła równa się masa razy przyspieszenie. Niezrównoważona siła kontynuuje przyspieszanie obiektu, dopóki nie zbuduje się nowa siła przeciwna i nie zostanie ustanowiona nowa równowaga sił. Przyspieszony obiekt utrzymuje wtedy stałą prędkość, a poprzednio niezrównoważona siła jest równoważona przez nową siłę.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Siła niezrównoważona to siła, która zmienia położenie, prędkość lub kierunek obiektu, do którego jest przyłożona. Niezrównoważona siła przyspiesza obiekt z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do wielkości siły i odwrotnie proporcjonalnym do masy obiektu.
Jak działają siły niezrównoważone
W stanie ustalonym wszystkie siły są równoważone ze wszystkimi obiektami w spoczynku lub poruszającymi się w określonym kierunku ze stałą prędkością. Jeśli jedna siła zacznie wzrastać lub zostanie wprowadzona nowa siła, sytuacja może się zmienić, w zależności od siły rosnącej lub nowej siły. Jeśli rosnąca lub nowa siła jest słaba, ustanawia się nowy układ sił i nic się nie zmienia. Jeśli rosnąca lub nowa siła stanie się zbyt silna dla istniejącej równowagi sił, obiekty przyspieszą, przesuną się i zmienią swoją pozycję lub prędkość. Sytuacja będzie się zmieniać, dopóki nie zostanie osiągnięta nowa równowaga sił.
Na przykład samochód toczący się w pozycji neutralnej na prostej, płaskiej autostradzie jest poddany działaniu kilku zrównoważonych i niezrównoważonych sił. Ciężar pchającego się samochodu jest dokładnie równoważony siłą pchania chodnika do góry. Samochód nie przyspiesza więc ani w górę, ani w dół. Tarcie opon toczących się po chodniku i opór powietrza to dwie niezrównoważone siły działające na hamowanie samochodu. Bezwładność samochodu sprawia, że samochód toczy się, ale dwie niezrównoważone siły spowalniają go do zatrzymania. Kiedy samochód się zatrzymuje, wszystkie siły są ponownie w równowadze i nie ma nowego przyspieszenia, chyba że kierowca uruchamia samochód i odjeżdża, dodając nową niezrównoważoną siłę, która pokonuje poprzednie dwie siły.
Wspólne niezrównoważone siły
Wspólne siły, które często są niezrównoważone, obejmują siłę grawitacji i przyłożone siły. Kiedy te siły są niezrównoważone, obiekty przyspieszają, zmieniają swoje położenie i znajdują nowe konfiguracje, dla których wszystkie siły są ponownie zrównoważone.
Ciężar przedmiotu to siła wywierana przez grawitację na ten przedmiot. Jeśli jabłko wisi na drzewie, siła grawitacji skierowana w dół jest równoważona przez skierowaną w górę siłę łodygi jabłka przymocowanej do gałęzi. Gdy jabłko dojrzeje, łodyga odrywa się. W tym momencie siła skierowana w górę staje się zerowa, a w dół występuje niezrównoważona siła grawitacji. Jabłko spada. Kiedy uderza w ziemię, Ziemia dostarcza nową, skierowaną w górę siłę równą sile grawitacji i sytuacja znów się równoważy.
Przyłożone siły są ważne, ponieważ służą do przesuwania obiektów zgodnie z określonymi celami. Na przykład, aby przesunąć stół w jadalni na drugą stronę pokoju przy ścianie, jedna lub więcej osób wywiera na nie siłę, popychając go. Zanim nowa siła zostanie zastosowana, wszystko jest w równowadze.
Na początku ludzie mogą nie naciskać zbyt mocno, a stół się nie rusza. Następnie ludzie naciskają na stół, a ich stopy naciskają na podłogę z siłą tarcia. Podobnie stół odpycha się z równą siłą z powodu tarcia jego nóg o podłogę. W końcu ludzie naciskają wystarczająco mocno, aby wytworzyć niezrównoważoną siłę, aby przezwyciężyć tarcie stołu, a stół przyspiesza, ślizgając się po podłodze. Kiedy ludzie przycisnęli ją do muru, następuje nowa równowaga sił i nowa, stabilna sytuacja. We wszystkich tych przypadkach niezrównoważone siły powodują przestawienie obiektów do nowej, zrównoważonej sytuacji.