Тхемрежна силаје векторски збир свих сила које делују на тело. (Подсетимо да је сила потисак или повлачење.) СИ јединица за силу је њутн (Н), где је 1 Н = 1 кгм / с2.
\ болд {Ф_ {нет}} = \ болд {Ф_1 + Ф_2 + Ф_3 + ...}
Њутнов први закон каже да ће објекат који се подвргава једноличном кретању - што значи да мирује или се креће константном брзином - и даље то чинити уколико на њега не делује не-нулта мрежна сила. Њутнов други закон нам експлицитно говори како ће се кретање променити као резултат ове нето силе:
\ болд {Ф_ {нет}} = м \ болд {а}
Убрзање - промена брзине током времена - директно је пропорционално нето сили. Такође имајте на уму да су и убрзање и нето сила векторске величине које воде у истом правцу.
ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)
Чиста сила нула НЕ значи нужно да је објекат заустављен! Нето сила од нуле НЕ ЗНАЧИ да не постоје силе које делују на објекат, јер је могуће да више сила делује на такав начин да се међусобно поништавају.
Дијаграми слободног тела
Први корак у проналажењу нето силе на било који предмет је цртање а
дијаграм слободног тела(ФБД) приказује све силе које делују на тај објекат. То се постиже представљањем сваког вектора силе као стрелице која потиче из средишта предмета и усмеравања у смеру у коме сила делује.На пример, претпоставимо да књига седи на столу. Силе које делују на њу биле би сила гравитације на књигу која делује према доле и нормална сила стола на књигу која делује према горе. Дијаграм слободног тела овог сценарија састојао би се од две стрелице једнаке дужине пореклом из средишта књиге, једна окренута према горе, а друга према доле.
Претпоставимо да је иста књига потиснута удесно снагом од 5 Н док се сила трења од 3 Н супротставила покрету. Сада би дијаграм слободног тела обухватио стрелицу од 5 Н удесно и стрелицу за 3 Н улево.
На крају, претпоставимо да је иста књига била под нагибом и клизила доле. У овом сценарију, три силе су гравитациона сила на књизи, која показује право доле; нормална сила на књигу која показује окомито на површину; и сила трења која показује супротно од смера кретања.
Израчунавање нето силе
Након што нацртате дијаграм слободног тела, можете да користите сабирање вектора да бисте пронашли нето силу која делује на објекат. Током истраживања ове идеје размотрићемо три случаја:
Случај 1: Све снаге леже на истој линији.
Ако све силе леже на истој линији (на пример усмерене лево и десно или, на пример, само горе и доле), утврђивање нето силе је као директно као сабирање величина сила у позитивном смеру и одузимање величине сила у негативном смеру правац. (Ако су две силе једнаке и супротне, као што је случај са књигом наслоњеном на сто, нето сила = 0)
Пример:Размислите о томе како лопта од 1 кг пада услед гравитације, искусивши силу отпора ваздуха од 5 Н. На њему постоји сила надоле због гравитације од 1 кг × 9,8 м / с2 = 9,8 Н, а сила навише 5 Н. Ако користимо конвенцију да је горе позитивно, онда је нето сила 5 Н - 9,8 Н = -4,8 Н, што указује на нето силу од 4,8 Н у смеру надоле.
Случај 2: Све силе леже на окомитим осама и додају 0 дуж једне осе.
У овом случају, због сила које се у једном смеру додају на 0, при одређивању нето силе треба да се фокусирамо само на окомити правац. (Иако сазнање да силе у првом правцу додају на 0, понекад нам може дати информације о силе у окомитом правцу, као на пример при одређивању сила трења у смислу нормалне силе величина.)
Пример:Аутомобил играчака тежине 0,25 кг гура се по поду снагом од 3 Н која делује удесно. Сила трења од 2 Н делује супротстављена овом покрету. Имајте на уму да гравитација такође делује наниже на овај аутомобил снагом од 0,25 кг × 9,8 м / с2= 2,45 Н, а нормална сила делује према горе, такође са 2,45 Н.(Како то знамо? Будући да нема промене кретања у вертикалном смеру док се аутомобил гура по поду, стога нето сила у вертикалном смеру мора бити 0.)Ово чини све поједностављеним на једнодимензионални случај, јер су једине силе које се не поништавају у једном правцу. Тада је нето сила на аутомобилу 3 Н - 2 Н = 1 Н удесно.
Случај 3: Све силе нису ограничене на линију и не леже на окомитим осама.
Ако знамо у ком смеру ће бити убрзање, изабраћемо координатни систем где тај смер лежи на позитивној оси к или позитивној оси и. Одатле ломимо сваки вектор силе на к- и и-компоненте. Пошто је кретање у једном правцу константно, збир сила у том правцу мора бити 0. Тада снаге у другом правцу једино доприносе нето сили и овај случај се свео на случај 2.
Ако не знамо у ком смеру ће бити убрзање, можемо одабрати било коју Декартову координату систем, мада је обично најприкладније одабрати онај у коме једна или више сила лежи на ос. Разбити сваки вектор силе на к- и и-компоненте. Одредити нето силу уИксправац и нето сила уг.смер посебно. Резултат даје к- и и-координате нето силе.
Пример:Аутомобил од 0,25 кг котрља се без трења низ нагиб од 30 степени услед гравитације.
Користићемо координатни систем поравнат са рампом као што је приказано. Дијаграм слободног тела састоји се од гравитације која делује равно надоле и нормалне силе која делује окомито на површину.
Морамо разбити гравитациону силу на к- и и-компоненте, што даје:
Ф_ {гк} = Ф_г \ син (\ тхета) \\ Ф_ {ги} = Ф_г \ цос (\ тхета)
Пошто је кретање уг.правац је константан, знамо да је нето сила уг.правац мора бити 0:
Ф_Н - Ф_ {ги} = 0
(Напомена: Ова једначина нам омогућава да одредимо величину нормалне силе.)
У правцу к једина сила јеФгк, стога:
Ф_ {мрежа} = Ф_ {гк} = Ф_г \ син (\ тхета) = мг \ син (\ тхета) = 0,25 \ пута9,8 \ пута \ син (30) = 1,23 \ текст {Н}
Како пронаћи убрзање од нето силе
Једном када одредите свој вектор нето силе, проналажење убрзања објекта је једноставна примена другог Њутновог закона.
\ болд {Ф_ {нет}} = м \ болд {а} \ подразумева \ болд {а} = \ фрац {\ болд {Ф_ {нет}}} {м}
У претходном примеру аутомобила тежине 0,25 кг који се котрљао низ рампу, нето сила је била 1,23 Н низ рампу, па би убрзање било:
\ болд {а} = \ фрац {\ болд {Ф_ {мрежа}}} {м} = \ фрац {1,23} {0,25} = 4,92 \ тект {м / с} ^ 2 \ тект {низ рампу}