The resultant force refers to the single force acting on an object along with their directions. The resultant will be zero when an object is subjected to have several numbers of forces acting in the same directions. When the forces act perpendicular, we use pythagorean theorem to find the resultant force. The resultant force is the vector sum of all the forces. Use our online resultant force calculator to find the resultant of two forces acting at an angle.
Resultant of Two Forces Acting at an Angle
The resultant force refers to the single force acting on an object along with their directions. The resultant will be zero when an object is subjected to have several numbers of forces acting in the same directions. When the forces act perpendicular, we use pythagorean theorem to find the resultant force. The resultant force is the vector sum of all the forces. Use our online resultant force calculator to find the resultant of two forces acting at an angle.
Code to add this calci to your website 
Formula:
Resultant Force = √ ((F1 × cos(A) + F2 × cos(B))2 + (F1 × sin(A) + F2 × sin(B))2)
R = tan-1(F1×sin(A) + F2 × sin(B))) / ((F1 × cos(A)+ F2 × cos(B))
Where,
F1 = First Force
F2 = Second Force
A = Direction Angle of First force
B = Direction Angle of Second Force
R = Direction Angle of Resultant Force
Example:
Find the Resultant Force and its angle for magnitude of 1st and 2nd forces as 5 N and 8 N and direction of 1st and 2nd forces as 20° and 25°
Solution:
Resultant Force = √((5 x cos(20) + 8 x cos(25))2 + (5 x sin(20) + 8 x sin(25))2)
= 13 N
Direction Angle Of Resultant Force = tan-1((5 x sin(20) + 8 x sin(25))/(5 x cos(20) + 8 x cos(25)))
= 23 °
The direction angle of resultant force is calculated from the resultant of two forces acting at an angle. Determine the resultant force using the resultant force calculator.
Силы, приложенные к одной точке, формула
Силы, приложенные к одной точке складываются геометрически.
Величину равнодействующей силы можно вычислить.
Если:
Fp — Величина равнодействующей силы,
F1 — Величина составляющей силы 1,
F2 — Величина составляющей силы 2,
α — угол, образуемый векторами составляющих сил F1 и F2,
То по теореме косинусов получим:
[ F_{рез} = sqrt{F_1^2 + F_2^2 + 2 F_1 F_2 cos(α)} ]
Если силы, приложенные к одной точке, взаимно перпендикулярны, то формула упрощается по теореме Пифагора
[ cos(90°) = 0 ]
[ F_{рез} = sqrt{F_1^2 + F_2^2} ]
Вычислить, найти результирующую силу, для сил, приложенных к одной точке по формуле(1)
Силы, приложенные к одной точке |
стр. 384 |
|---|
Сила — ключевое понятие механики, при помощи которого физики описывают взаимодействие тел.
Основная информация
Первое представление силы у школьников связано с мускульной силой человека. Однако в физике сила прежде всего связана со скоростью и ускорением тел. Если объект пребывает в состоянии покоя или перемещается без ускорения, то к нему не приложены никакие силы или действие этих сил скомпенсировано. Как только к телу прикладывается достаточная сила, оно начинает перемещаться.
Сила — векторная величина, которая является мерилом механического воздействия одного объекта на другой. Векторный характер силы демонстрирует, что в первую очередь она имеет направление и точку приложения. Модуль или значение силы иллюстрирует ее численную характеристику. В международной системе СИ все силы измеряются в ньютонах: 1 Н — это такая сила, которая каждую секунду измеряет скорость объекта массой 1 кг на 1 м/с.
В природе существует множество различных сил, из которых можно выделить основные, изучаемые в школьном курсе физики:
- сила тяжести, которая воздействует на все объекты на планете из-за гравитационного поля Земли;
- сила упругости, позволяющая телам сжиматься или растягиваться, что обусловлено фундаментальными силами молекулярного взаимодействия;
- сила трения, характеризующаяся сопротивлением поверхностей или воздуха движению тел;
- сила Архимеда, благодаря которой любые объекты всегда вытесняют некоторый объем при погружении их в жидкость или газ.
Очевидно, что на тело могут действовать сразу несколько различных сил.
Результирующая сила
Для корректного описания перемещения объектов в физике используют понятие равнодействующей или результирующей силы. Равнодействующая — это сила, которая своим действием эквивалента влиянию всех сил, приложенных к телу. Понятно, что равнодействующая представляет собой векторную сумму всех воздействующих на объект сил. При разнонаправленных векторах результирующая сумма может оказаться эквивалентной нулю. Вспомним знаменитую басню Крылова «Лебедь, рак и щука»: животные приложили силы таким образом, что равнодействующая стала равной нулю. А если к телу силы не приложены, оно остается в состоянии покоя. Поэтому воз и ныне там.
Законы Ньютона
Влияние сил на тела впервые описал Исаак Ньютон — один из величайших физиков и математиков всех времен. Он сформировал три закона или аксиомы механики, благодаря которым мы знаем принципы работы сил. Законы Ньютона использовались при описании многих научных вопросов, например, движение спутников, влияние Луны на приливы и отливы или расчет орбит комет. Они открыли связь между силой и ускорением, что позволило ученым того времени сконструировать паровой двигатель, а позднее — двигатель внутреннего сгорания.
В 20-м веке Альберт Эйнштейн добавил правки к законам Ньютона, которые касались движения тел со скоростями, близкими к скорости света. Современные научные открытия в области теории относительности, квантовой теории и физики элементарных частиц показали, что в условиях бесконечно больших и бесконечно малых тел законы Ньютона не работают. Именно поэтому современные формулировки отличаются от законов, которые сформулирован лично сэр Исаак.
Несмотря на то, что все законы связаны, наш калькулятор в большей степени посвящен второму закону Ньютона. Рассмотрим их.
Первый закон Ньютона
Итак, если на тело не воздействуют силы, оно либо покоится, либо движется прямолинейно и равномерно. Это историческая формулировка первой аксиомы механики, которая сегодня считается неверной. Все дело в том, что Ньютон рассматривал тела в абсолютно неподвижной системе отсчета, следовательно, говорил об абсолютных пространстве и времени. Сегодняшняя физика учитывает постулаты теории относительности, поэтому определение звучит несколько иначе: есть такие системы отсчета, в которых при отсутствии сил физические объекты пребывают в состоянии покоя. Подобные системы отсчета носят название инерциальных.
Существуют и неинерциальные системы отсчета, которые сами перемещаются с ускорением или поворачиваются относительно инерциальных систем. Также возможны сопутствующие системы, связанные с самим рассматриваемым телом и движущиеся вместе с ним. Естественно, что в таких системах классическая механика не применима. Интересно, что на Земле невозможна ситуация, когда на объекты не воздействует никакая сила: гравитационное поле планеты создает постоянную силу тяжести.
Второй закон Ньютона
Авторское определение этого закона звучит непонятно: изменение количества движения пропорционально движущей силе и сонаправлено с ней. Школьная формулировка второй аксиомы механики куда проще:
F = m × a,
или сила — это произведение массы физического объекта на его ускорение.
Если же рассмотреть современную формулировку второй аксиомы, то становится ясно, что в инерциальной системе отсчета материальная точка получает ускорение прямо пропорциональное действующим силам и обратно пропорциональное своей массе или:
a = F / m.
При этом важно уточнить, что масса физического объекта не изменяется во времени. Это уточнение необходимо для релятивистской механики, в которой при достижении скоростей, близких к скорости света, масса тела начинает изменяться.
Именно данный закон лежит в основе нашего калькулятора. Эта простая формула используется в большинстве задач по физике из курса «Механика». Но на повестке дня остался третий, последний закон Ньютона.
Третий закон Ньютона
Исторически закон звучит как «всякому действие существует противодействие». В современной физике такой закон не действует, и простыми словами постулат звучит так: силы возникают только попарно, и любая сила, воздействующая на тело, происходит от другого тела. Таким образом, сила — это всегда результат взаимодействия нескольких физических объектов. Не существует сил, которые возникают самостоятельно без взаимодействия тел.
Наша программа позволяет быстро определить силу, ускорение или массу тела, если известны два параметра из трех. Для использования калькулятора достаточно ввести любые два значения, после чего программа автоматически заполнит пустое поле. Калькулятор пригодится школьникам и студентам первых курсов, которые изучают механику.
Пример из реальной жизни
Школьная задача
Олимпиец толкает ядро массой 7,2 кг и придает ему ускорение 18 м/с². Какую силу он прикладывает в таких условиях? Это простая задача, для решения которой достаточно ввести значения в соответствующие ячейки. В результате получаем, что для обеспечения такого ускорения требуется приложить силу, равную 129,6 Н.
Заключение
Механика и законы Ньютона — важная тема, без которой не обходится ни один курс физики. Для проверки расчетов простых задачек на механику используйте наш калькулятор.
Равнодействующая сила, теория и онлайн калькуляторы
Равнодействующая сила
Сила — мера взаимодействия тел
Все тела взаимодействуют между собой. Мерой взаимодействия тел или частиц служит такая векторная физическая величина как сила ($overline{F}$). Результатом действия силы на тело является его деформация или изменение скорости перемещения, возможно и то и другое одновременно.
Одним из основных законов классической динамики является второй закон Ньютона, который связывает силы, действующие на тело и его ускорение:
[overline{F}=moverline{a}left(1right).]
Сложение сил, равнодействующая сила
Если к материальной точке приложено несколько сил, то их можно заменить равнодействующей силой. Равнодействующая получается в результате векторного суммирования сил, воздействующих на тело.
Определение
Векторная сумма всех сил, действующих на тело одновременно, называется равнодействующей силой ($overline{F}$):
[overline{F}={overline{F}}_1+{overline{F}}_2+dots +{overline{F}}_N=sumlimits^N_{i=1}{{overline{F}}_i} left(2right).]
Иногда равнодействующую силу обозначают $overline{R}$, чтобы выделить, но это не обязательно.
Равнодействующую можно найти по правилу многоугольника (рис.1).
Если при сложении сил многоугольник получится замкнутым, следовательно, равнодействующая сил равна нулю (рис.2). Такую систему сил называют уравновешенной.
Если несколько сил приложены к одной точке, то эти силы можно уравновесить, если приложить еще уравновешивающую силу. Уравновешивающая сила равна равнодействующей, но противоположно направлена.
Если на тело действуют несколько сил, то второй закон Ньютона записывается как:
[overline{R}=sumlimits^N_{i=1}{{overline{F}}_i}=moverline{a}left(3right).]
Равнодействующая всех сил, действующих на тело, может быть равна нулю, в том случае, если происходит взаимная компенсация сил, приложенных к телу. В таком случае тело движется с постоянной скоростью или находится в покое.
При решении задач и изображении сил, действующих на тело, на рисунке, если тело движется с постоянным ускорением, равнодействующую силу направляют по ускорению и изображают длиннее, чем противоположно ей направленную силу (сумму сил). При равномерном движении (или если тело находится в состоянии покоя) длина векторов сил, имеющих противоположные направления одинакова.
Изучая условия задачи, следует выяснить, какие силы действуют на тело, и войдут в равнодействующую, какие силы не оказывают существенного влияние на движение тела и их можно не учитывать. Значимые силы изображают на чертеже. Складывают силы по правилам сложения векторов.
Примеры задач с равнодействующей силой
Пример 1
Задание. Чему равна равнодействующая двух сил, действующих на материальную точку, если они заданы уравнениями:
[left{ begin{array}{c}
{overline{F}}_1=A{cos left(omega tright)overline{i}, } \
{overline{F}}_2=A{sin left(omega tright)overline{j}, } end{array}
right.(1.1)]
где $overline{i}$ — единичный вектор оси X декартовой системы координат; $overline{j}$ — единичный вектор оси Y декартовой системы координат; $A$- постоянная величина.
Решение. Исследование системы (1.1) позволяет сделать вывод о том, что векторы ${overline{F}}_1$ и ${overline{F}}_2$ взаимно перпендикулярны (рис.3). Вектор ${overline{F}}_1$ совершает колебания по оси X, а вектор ${overline{F}}_2$ по оси Y.
Модуль равнодействующей найдем по теореме Пифагора:
[R=sqrt{F^2_1+F^2_2}=sqrt{A^2{{cos}^2 left(omega tright)+A^2{{sin}^2 left(omega tright) } }}=A.]
Ответ. Модуль равнодействующей равен $R$=А
Пример 2
Задание. Материальная точка массой $m (кг)$ совершает прямолинейное перемещение по закону $x=3-2t+6t^2(м).$ Чему равна величина равнодействующей силы, заставляющей точку двигаться в конце третьей секунды движения?
Решение. По второму закону Ньютона равнодействующая сил, приложенных к телу равна:
[overline{F}=moverline{a}left(2.1right).]
Так как тело движется прямолинейно по оси X (это следует из закона движения), то:
[F=mfrac{d^2x}{dt^2}left(2.2right).]
Найдем первую, а за тем вторую производные от $x$ по времени:
[frac{dx}{dt}=-2+12t(frac{м}{с});;frac{d^2x}{dt^2}=12 (frac{м}{с^2}).]
В результате имеем:
[F=12 m(Н).]
Ответ. Равнодействующая сил, заставляющая материальную точку двигаться по заданному
закону постоянна и не зависит от времени. Ее величина равна $F=12 m Н.$
Читать дальше: равномерное прямолинейное движение.
236
проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности
Мы помогли уже 4 430 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!
Результирующая сила параллелограммом сил Калькулятор
| Search | ||
| Дом | Инженерное дело ↺ | |
| Инженерное дело | Гражданская ↺ | |
| Гражданская | Гидравлика и гидротехнические сооружения ↺ | |
| Гидравлика и гидротехнические сооружения | Гидростатические силы на поверхности ↺ | |
| Гидростатические силы на поверхности | Общее давление на изогнутую поверхность ↺ |
|
✖горизонтальное давление – это давление, приложенное в горизонтальном направлении из-за обратной засыпки, называется горизонтальным давлением.ⓘ Горизонтальное давление [dH] |
+10% -10% |
||
|
✖Вертикальное давление — это давление, прикладываемое в вертикальном направлении из-за собственного веса элемента, называется вертикальным давлением.ⓘ Вертикальное давление [dv] |
+10% -10% |
|
✖Результирующая сила определяется как суммарная результирующая сила различных сил, действующих на объект.ⓘ Результирующая сила параллелограммом сил [Pn] |
⎘ копия |
Результирующая сила параллелограммом сил Решение
ШАГ 0: Сводка предварительного расчета
ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок
Горизонтальное давление: 10.5 Ньютон / квадратный метр —> 10.5 паскаль (Проверьте преобразование здесь)
Вертикальное давление: 5 Ньютон / квадратный метр —> 5 паскаль (Проверьте преобразование здесь)
ШАГ 2: Оцените формулу
ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода
11.629703349613 Ньютон —> Конверсия не требуется
12 Общее давление на изогнутую поверхность Калькуляторы
Результирующая сила параллелограммом сил формула
Равнодействующая сила =
sqrt(Горизонтальное давление^2+Вертикальное давление^2)
Pn =
sqrt(dH^2+dv^2)
Что подразумевается под горизонтальным давлением?
Когда два компонента полного давления лежат в одной плоскости, то они могут быть объединены в одну равнодействующую силу, одна из которых представляет собой горизонтальное давление, действующее на конкретный элемент в горизонтальном направлении из-за обратной засыпки.