Conform Legilor mișcării lui Newton, o forță dezechilibrată este una care determină o modificare a mișcării obiectului la care se aplică forța. Un obiect în repaus sau un obiect în mișcare constantă continuă în repaus sau în mișcare neschimbată, cu excepția cazului în care este supus unei forțe dezechilibrate. În acest caz, obiectul accelerează în direcția forței în conformitate cu ecuația: forța este egală cu masa accelerată. O forță dezechilibrată continuă să accelereze un obiect până când se formează o nouă forță și se stabilește un nou echilibru de forțe. Obiectul accelerat menține apoi o viteză constantă, iar forța dezechilibrată anterior este echilibrată de noua forță.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
O forță dezechilibrată este o forță care schimbă poziția, viteza sau direcția obiectului pe care este aplicată. Forța dezechilibrată accelerează obiectul cu accelerația direct proporțională cu mărimea forței și invers proporțională cu masa obiectului.
Cum funcționează forțele dezechilibrate
Într-o situație de echilibru, toate forțele sunt echilibrate cu toate obiectele fie în repaus, fie în mișcare într-o direcție dată cu o viteză fixă. Dacă o forță începe să crească sau se introduce o forță nouă, situația se poate schimba, în funcție de forța forței crescătoare sau a noii forțe. Dacă forța în creștere sau forța nouă este slabă, se stabilește un nou echilibru de forțe și nu se schimbă nimic. Dacă forța în creștere sau nouă devine prea puternică pentru echilibrul de forțe existent, obiectele vor accelera, se vor mișca și își vor schimba poziția sau viteza. Situația va continua să se schimbe până când se va realiza un nou echilibru de forțe.
De exemplu, o mașină care circulă în neutru pe o autostradă dreaptă și plană este supusă mai multor forțe echilibrate și dezechilibrate. Greutatea mașinii care împinge în jos este echilibrată exact de forța trotuarului care împinge în sus. Prin urmare, mașina nu accelerează în sus sau în jos. Fricțiunea pneurilor care se rostogolesc pe trotuar și rezistența aerului sunt două forțe dezechilibrate care acționează pentru a decelera mașina. Inerția mașinii menține mașina rulată, dar cele două forțe dezechilibrate o încetinesc până la oprire. Când mașina se oprește, toate forțele sunt din nou în echilibru și nu există o nouă accelerație decât dacă șoferul pornește mașina și se îndepărtează, adăugând o nouă forță dezechilibrată care le depășește pe cele două anterioare forțelor.
Forțe comune dezechilibrate
Forțele comune care sunt deseori dezechilibrate includ forța gravitațională și forțele aplicate. Când aceste forțe sunt dezechilibrate, obiectele se accelerează, își schimbă poziția și găsesc noi configurații pentru care toate forțele sunt din nou echilibrate.
Greutatea unui obiect este forța exercitată de gravitație asupra acelui obiect. Dacă un măr atârnă într-un copac, forța gravitațională descendentă este echilibrată de forța ascendentă a tulpinii mărului atașată de o ramură. Odată ce mărul este copt, tulpina se desprinde. În acel moment, forța ascendentă devine zero și există o forță gravitațională dezechilibrată în jos. Mărul cade. Când lovește solul, Pământul oferă o nouă forță ascendentă egală cu forța gravitațională, iar situația este din nou echilibrată.
Forțele aplicate sunt importante deoarece sunt utilizate pentru a muta obiecte în conformitate cu scopuri specifice. De exemplu, pentru a muta o masă de sufragerie pe cealaltă parte a camerei împotriva unui perete, una sau mai multe persoane aplică o forță împingând-o. Înainte ca noua forță să fie aplicată, totul este în echilibru.
La început, oamenii pot să nu împingă foarte tare, iar masa nu se mișcă. Apoi oamenii împing pe masă și picioarele lor împing pe podea cu forța de frecare. În mod similar, masa împinge înapoi cu o forță egală datorită fricțiunii picioarelor sale pe podea. În cele din urmă oamenii împing suficient de tare pentru a crea o forță dezechilibrată pentru a depăși fricțiunea mesei, iar masa accelerează pentru a aluneca pe podea. Când oamenii l-au împins de perete, există un nou echilibru de forțe și o nouă situație de stat stabil. În toate aceste cazuri, forțele dezechilibrate determină o rearanjare a obiectelor către o situație nouă, echilibrată.