Comment calculer les vecteurs de force

Supposons que vous ayez un repos de bloc sur une pente. La force de frottement entre le bloc et l'inclinaison est parallèle à la surface inclinée. Elle est fonction de la force normale sur le bloc de l'inclinaison, provoquée par la gravité. Par souci d'exemple, supposons que l'inclinaison est de 30 degrés à l'horizontale et le bloc pèse 0,5 kg.

Visualiser (ou dessiner) la force gravitationnelle sur le bloc comme un vecteur vertical pointant vers le bas du centre du bloc.

Dessinez deux vecteurs plus petits pour former un triangle rectangle avec le vecteur vertical. Faire un vecteur parallèle à la pente, avec sa queue de toucher la queue du vecteur vertical. Faire le troisième vecteur perpendiculaire à la deuxième vecteur, de sorte que sa queue touche la tête du second vecteur, et la tête touche la tête du vecteur vertical. Ajouter les longueurs de ces deux vecteurs de telle sorte qu'ils forment un angle droit où ils se croisent les uns avec les autres. Par addition de vecteurs, ils résument pour égaler le, vecteur vertical plus grande.

Nous longueur du vecteur vertical correspond à la grandeur de la force que cela représente. Depuis les temps de 0,5 kg la constante gravitationnelle ("g") Est l'ampleur de la force verticale, la longueur du vecteur correspond à 0,5 x 9,80 = 4,90 newtons (N).

A noter que l'angle de la pente est le même que l'angle où le vecteur normal le vecteur coupe verticale. Marquez cet angle entre les deux vecteurs que 30 degrés. Avec l'ampleur 4.9N égalant du vecteur vertical, la longueur du vecteur tangentiel doit être 4,90 x sin 30 N = 2,45 N. La longueur du vecteur normal doit être 4.90 x cos 30 N = 4,24 N.

Notez que, comme indiqué par le théorème de Pythagore, les carrés des deux vecteurs plus petits est égale au carré du vecteur vertical: 4.24 ^ 2 + 2,45 ^ 2 = 4,90 ^ 2, dans lequel le curseur "^" indique exponentiation.

Calculer la force de friction tangentielle en multipliant la force normale (4,24 N) par le coefficient de frottement, qui pour l'instant vous pouvez supposez est de 0,05. Par conséquent, la force de frottement agit pour maintenir le bloc en place avec une force de 0,21 N.

Déterminer l'accélération du bloc en bas de la pente par addition de vecteur. Le 0,21 N en force de friction tangentielle oppose 2,45 N en force gravitationnelle tangentielle, de sorte que la force efficace tirant le bloc en bas de la pente est la deuxième loi de 2.24 N. utilisation Newton (F = ma) pour diviser sur la masse du bloc pour obtenir son accélération le long la surface de la pente: 2.24N / 0,5 kg = 4.48m par seconde au carré.