Skillnad mellan balanserade och obalanserade krafter
Share
Huvudskillnad - balanserad vs obalanserad styrka
När vi tänker på krafter som verkar på en kropp, kan krafterna antingen vara balanserad eller obalanserad. Huvudskillnaden mellan balanserade och obalanserade krafter är att när krafterna är balanserade är nettokraften på kroppen 0 medan nettoeffekten som verkar på en kropp inte är 0 om krafterna är obalanserade.
Vad är balanserade styrkor
Krafter som verkar på en kropp är balanserade om deras vektorsumma är 0, d.v.s. det finns ingen netto kraft som verkar på kroppen. Enligt Newtons lagar om motion kommer kroppen inte att accelerera. Detta innebär att om kroppen ligger viloläge, fortsätter den att vila i vila och om kroppen är i rörelse fortsätter den att röra sig i samma hastighet i en rak linje. Om kroppen rör sig i samma hastighet men inte rör sig i en rak linje, så är krafterna på kroppen inte balanserad och kroppen accelererar.
Balanserade styrkor - Exempel
Låt oss ta ett enkelt exempel. Hundarna i diagrammet nedan drar båda på ett tygstycke. Antag att båda hundarna drar på tyget med en kraft på 50 N i motsatta riktningar, de två krafterna skulle avbryta varandra och resulterande eller den netto kraften skulle vara 0. Här är krafterna balanserade och tyget skulle inte röra sig.
Balanserad Force_ Hundar som spelar dragkamp
Tänk på en mugg som vilar på bordet. Att muggen inte rör sig betyder inte nödvändigtvis att det finns Nej krafter som verkar på kruset. Det finns alltid tyngdkraften som verkar på mallen, försöker dra ner den (här antar vi att vi pratar om en mugg på jorden!), dock tyngdkraften avbryts av en uppåtgående reaktionskraft som utövas av bordet på muggen. Med andra ord är krafterna balanserade och det är därför som rånet inte rör sig.
Coplanar Forces
Låt oss ta ett exempel där en kropp dras av 3 samplanära krafter (dvs de verkar alla längs samma plan). Om kroppen fortsätter att vila, vet vi att krafterna på den är balanserade. I diagrammet nedan har vi två krafter 
och 
agerar vinkelrätt mot varandra och en tredje kraft 
agerar i en vinkel 
till vertikal. Om de är balanserade kan vi utarbeta en relation mellan de två krafterna och och vinkeln .
Först tar man krafterna vertikalt, 
.
Horisontellt får vi 
.
Att dela den första ekvationen först får vi,
Om tre parallella krafter är balanserade och de gör olika vinklar med varandra, hittar du bara komponenter av varje kraft längs två vinkelräta riktningar. Därefter bör vektorsumman av komponenterna längs varje riktning vara 0.
Vad är obalanserade krafter
När vi säger att krafter på en kropp är obalanserad, vi menar att det finns en nettoeffektiv kraft. Som vanligt finner vi den resulterande kraften genom att hitta vektorns summa av krafterna. Att ange att vi tar summa eller den resulterande av styrkor, skriver vi som 
.
Enligt Newtons andra lag, om en resulterande kraft av agerar på en kropp med massa 
, då skulle kroppen genomgå en acceleration av 
Tug-of-war: Dog vs Human
På bilden ser krafterna balanserade ut. Men föreställ dig vad som skulle hända om hunden drog på tyget med en kraft av 60 N medan kvinnan drog den med en kraft på 60,25 N i motsatt riktning. Nu kommer det att finnas en obalanserad kraft på 0,25 N mot kvinnan. Om skjortans massa är 3 g, skulle accelerationen av skjortan mot kvinnan vara:
Skillnad mellan balanserade och obalanserade krafter
Nettokraft
För balanserade krafter, de nettokraft är 0.
För obalanserade krafter, netto kraft är inte 0.
Acceleration
Balanserade styrkor orsaka ingen acceleration.
Obalanserade krafter orsaka acceleration.
Image Courtesy
"Tug of War" av PROgarlandcannon (eget arbete) [CC BY-SA 2.0], via flickr
"Tug of War" av PROCary Bass-Deschenes (eget arbete) [CC BY-SA 2.0], via flickr (Modified)
