跳轉到內容

FHSST 物理學/力/圖表

來自華夏公益教科書
免費高中科學課本:高中物理學生教科書。
首頁 - << 前一章(向量) - 下一章(直線運動) >>
待辦事項清單 - 定義 - 圖表 - 力的平衡 - 牛頓運動定律 - 牛頓萬有引力定律 - 例子 - 重要數量,方程和概念

作用在一個物體上的合力是作用在該物體上的所有力的向量和。重要的是要記住,我們考慮作用在所考慮物體上的所有力 - 而不是物體可能反過來施加在其他物體上的力。

確定此合力的最簡單方法是構建我們所謂的力圖。在力圖中,我們用一個點表示物體,並將所有力向量作為箭頭連線到該點。請記住,在向量一章中,我們使用箭頭的長度來指示向量的幅度,並使用箭頭的方向來指示它作用的方向。

第二步是重新排列力向量,以便於將它們加在一起並找到合力。

讓我們以一個例子開始

兩個人從相反方向用 5 牛頓的力推一個箱子。

當我們繪製力圖時,我們用一個點來表示箱子。這兩個力用箭頭表示,它們的尾部位於該點。

請注意,箭頭指向相反的方向,並且具有相同的幅度(長度)。這意味著它們相互抵消,沒有力作用在物體上。

由於這兩個力沿同一直線作用,因此也可以透過代數方法獲得該結果。首先,我們選擇一個正方向,然後將兩個向量考慮方向進行加法。

將向右的方向視為正方向

當你處理更復雜的力圖時,這些力不會完全平衡,你可能會注意到有時你會得到一個負數答案(例如 -2 牛頓)。這意味著什麼?這意味著我們有與力相反的東西嗎?不,它只是意味著力作用的方向與你選擇為正的方向相反。你可以選擇任何方向為正方向,但一旦選擇好,你就必須堅持下去。

繪製力圖後,就可以應用上一章介紹的向量加法技術。根據具體情況,你可以選擇使用尾到頭方法或平行四邊形方法等圖形技術,或者使用代數方法來確定合力。由於力是一個向量,因此所有這些方法都適用!

始終記住檢查你的符號

例題 13 單個力作用在塊體上

[編輯 | 編輯原始碼]

問題:一塊放置在無摩擦的平面上,重量為 100 牛頓。向右對該塊施加 75 牛頓的力。作用在該塊上的合力(或合力)是多少?

答案

步驟 1:首先讓我們為該塊繪製一個力圖

檔案:Fhsst forces4.png

RIAAN 注意第 68 頁的圖片不見了

小心不要忘記垂直於表面的兩個力。每個有質量的物體都受到一個力(物體的重量)的吸引,該力吸引它朝向地球的中心。但是,如果這是垂直方向上作用在塊體上的唯一力,那麼塊體就會穿過桌子掉到地上。這種情況不會發生,因為桌子施加了一個向上的力(法向力),它完全平衡了物體的重量。

步驟 2:

因此,唯一不平衡的力是施加的力。因此,該施加的力就是作用在塊體上的合力。

華夏公益教科書