Ana Fark - Dengeli ve Dengesiz Kuvvetler

Bir cisme etki eden kuvvetleri düşündüğümüzde, kuvvetler şunlar olabilir: dengeli veya dengesiz. Dengeli ve dengesiz kuvvetler arasındaki temel fark, kuvvetler dengelendiğinde cisme etki eden net kuvvetin 0 olması, kuvvetler dengesiz ise cisme etki eden net kuvvetin 0 olmamasıdır.

Dengeli Kuvvetler Nedir?

Bir cisme etki eden kuvvetler vektör toplamı 0 ise dengelenir.yani cisme etki eden net bir kuvvet yoktur. Newton'un hareket yasalarına göre, o zaman vücut hızlanmaz. Bunun anlamı, eğer vücut duruyorsa dinlenmeye devam edecek ve vücut hareket halindeyse düz bir çizgide aynı hızda hareket etmeye devam edecektir. Cisim aynı hızda hareket ediyor ancak düz bir çizgide hareket etmiyorsa, cisme uygulanan kuvvetler dengelenmez ve cisim hızlanır.

Dengelenmiş Kuvvetler – Örnekler

Basit bir örnek alalım. Aşağıdaki şemadaki köpeklerin ikisi de bir parça kumaşı çekiyor. Her iki köpeğin de kumaşı 50 N'luk bir kuvvetle zıt yönlerde çektiğini varsayalım, iki kuvvet birbirini yok eder ve sonuçta ortaya çıkan veya net kuvvet 0 olur. Burada kuvvetler dengelenir ve kumaş hareket etmez.

Balanced Force_ Halat çekme oyunu oynayan köpekler

Masanın üzerinde duran bir kupa düşünün. Kupanın hareket etmemesi, bardağa etki eden hiçbir kuvvetin olmadığı anlamına gelmez. Bardağa her zaman etki eden, onu aşağı çekmeye çalışan bir yerçekimi vardır (burada Dünya'daki bir kupadan bahsettiğimizi varsayıyoruz!), ancak yerçekimi, masanın bardağa uyguladığı yukarı doğru bir tepki kuvveti tarafından iptal edilir. Başka bir deyişle, kuvvetler dengelenmiştir ve bu nedenle kupa hareket etmez.

eş düzlemli kuvvetler

Bir cismin 3 eş düzlemli kuvvet tarafından çekildiği bir örnek alalım (yani hepsi aynı düzlemde hareket eder). Vücut dinlenmeye devam ederse, üzerindeki kuvvetlerin dengede olduğunu biliyoruz. Aşağıdaki şemada iki kuvvetimiz var.

ve

birbirlerine ve üçüncü bir kuvvete dik açılarda hareket eden

bir açıyla hareket etmek

dikey için. Dengeliyseler, o zaman iki kuvvet arasında bir ilişki kurabiliriz.

ve

ve açı

.

İlk olarak, kuvvetleri dikey olarak alarak,

.

Yatay olarak, elde ederiz

.

İlk denklemi birinciye bölersek,

Üç eş düzlemli kuvvet dengelenmişse ve birbirleriyle farklı açılar yapıyorlarsa, iki dik yön boyunca her bir kuvvetin bileşenlerini bulun. O zaman her bir yön boyunca bileşenlerin vektör toplamı 0 olmalıdır.

Dengesiz Kuvvetler Nelerdir?

Bir cisme etki eden kuvvetlerin dengesiz olduğunu söylediğimizde net bir bileşke kuvvet olduğunu kastediyoruz. Her zamanki gibi, kuvvetlerin vektör toplamını bularak bileşke kuvveti buluruz. Kuvvetlerin toplamını veya sonucunu aldığımızı belirtmek için yazıyoruz

olarak

.

Newton'un ikinci yasasına göre, eğer bir bileşke kuvvet

kütlesi olan bir cisme etki eder

, o zaman vücut bir ivmeye maruz kalacaktı

bileşke kuvvet yönünde. Örnek olarak başka bir halat çekmeyi ele alalım: bu sefer bir insan ve bir köpek arasında:

Halat çekme: Köpek vs. İnsan

Fotoğrafta kuvvetler dengeli görünüyor. Bununla birlikte, köpek kumaşı 60 N'luk bir kuvvetle çekerken, kadın 60,25 N'lik bir kuvvetle zıt yönde çekerse ne olacağını hayal edin. Şimdi, kadına doğru 0.25 N'luk dengesiz bir kuvvet olacaktır. Gömleğin kütlesi 3 g ise, gömleğin kadına doğru ivmesi:

Dengeli ve Dengesiz Kuvvetler Arasındaki Fark

Net kuvvet

İçin dengeli kuvvetler, net kuvvet 0'dır.

İçin dengesiz kuvvetler, net kuvvet 0 değil.

Hızlanma

Dengelenmiş kuvvetler hızlanmasına neden olmaz.

dengesiz kuvvetler hızlanmaya neden olur.

Görünüm inceliği

PROgarlandcannon'dan “Tug of War” (Kendi çalışması) [CC BY-SA 2.0], flickr aracılığıyla

PROCary Bass-Deschenes (Kendi çalışması) [CC BY-SA 2.0], Flickr aracılığıyla “Tug of war” (Değiştirilmiş)