Cálculo de equilibrio en el que la fuerza neta sobre un objeto es cero

En física, un objeto está en equilibrio cuando tiene una aceleración de cero - cuando la fuerza neta que actúa sobre él es cero. El objeto no tiene realmente estar en reposo, como en el siguiente ejemplo, que utiliza una polea de suspender un signo - que puede estar pasando 1.000 millas por hora, siempre y cuando la fuerza neta sobre ella es cero y no es acelerando. Fuerzas pueden estar actuando en el objeto, pero todos ellos se suman, como vectores, a cero.

Por ejemplo, echar un vistazo a la figura, en la que has empezado tu propia tienda y compró un cable nominal de 15 newtons para colgar el cartel con.

El signo pesa sólo 8,0 newtons, por lo colgando debería haber ningún problema, ¿verdad? En realidad, usted tiene un problema aquí. Fríamente, a salir de su calculadora para averiguar lo que la fuerza del cable, F₁ en el diagrama, tiene que ejercer sobre el signo para apoyarlo. Usted quiere que el signo sea en el equilibrio, lo que significa que la fuerza neta sobre ella es cero. Por lo tanto, todo el peso de la muestra, mg, tiene que ser compensado por la fuerza hacia arriba ejercida sobre él.

En este caso, la única fuerza hacia arriba que actúa sobre el signo es el y componente de F₁, dónde F₁ es la tensión en el alambre, como se puede ver en la figura. Fuerza ejercida por el puntal horizontal, F₂, sólo es horizontal, por lo que no puede hacer nada para usted en la dirección vertical. Usando su conocimiento de la trigonometría, se puede determinar a partir de la figura que el y componente de F₁ es

Para sostener el signo, F_1y debe ser igual al peso de la muestra, mg:

Esto le indica que la tensión en el alambre, F₁, debe ser

Usted sabe que el peso de la señal es de 8,0 newtons, por lo

UH oh. Parece que el cable tendrá que ser capaz de soportar una fuerza de 16 newtons, no sólo los 15 newtons Está calificado para. Usted necesita obtener un cable más fuerte.

Suponga que usted obtenga un cable más fuerte. Ahora usted puede estar preocupado por la llave que proporciona la fuerza horizontal, F₂, ves diagramado en la figura. ¿Qué fuerza hace que abrazadera tiene que ser capaz de proporcionar? Bueno, usted sabe que la figura tiene sólo dos fuerzas horizontales: F_abrazadera y el X componente de F₁. Y ya sabes que F₁ = 16 N. Usted tiene todo lo que necesita para averiguar F_abrazadera.

Para empezar, es necesario determinar cuál es la X componente de F₁ es. En cuanto a la figura y con un poco de trigonometría, se puede ver que

Esta es la fuerza cuya magnitud debe ser igual F_abrazadera:

Esto le indica que

El corsé se utiliza tiene que ser capaz de ejercer una fuerza de aproximadamente 14 newtons.

Para apoyar un signo de sólo 8 newtons en esta configuración, se necesita un cable que soporta al menos 16 newtons y una llave que puede proporcionar una fuerza de 14 newtons. los y componente de la tensión en el cable tiene que soportar todo el peso de la señal, y debido a que el alambre está en un ángulo muy pequeño, usted necesita una gran cantidad de tensión en el cable para obtener la fuerza que necesita. Y para ser capaz de manejar esa tensión, se necesita un muy fuerte corsé.