Сложение сил. Равнодействующая
⚡ Физика · 7 класс
Сложение сил
На тело часто действует не одна, а сразу несколько сил. Равнодействующая — это одна сила, которая производит на тело такое же действие, как все приложенные к нему силы вместе. Заменив несколько сил их равнодействующей, можно проще описывать движение тела.
Сила — величина векторная: у неё есть и числовое значение, и направление. Поэтому складывать силы нужно с учётом их направлений.
Силы вдоль одной прямой
В 7 классе рассматривают силы, направленные вдоль одной прямой. Здесь возможны два случая.
- Силы направлены в одну сторону. Равнодействующая равна сумме сил и направлена туда же:
R = F₁ + F₂. - Силы направлены в противоположные стороны. Равнодействующая равна разности сил и направлена в сторону большей силы:
R = F₁ − F₂.
Если две равные силы направлены в противоположные стороны, их равнодействующая равна нулю, и тело либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно.
Таблица случаев
| Направление сил | Модуль равнодействующей | Куда направлена |
|---|---|---|
| В одну сторону | F₁ + F₂ | Туда же |
| В разные стороны | F₁ − F₂ | В сторону большей силы |
| Равны и противоположны | 0 | — |
Разобранный пример
На брусок действуют две силы вдоль одной прямой: вправо F₁ = 8 Н и влево F₂ = 5 Н. Найдём равнодействующую:
R = F₁ − F₂ = 8 Н − 5 Н = 3 Н
Равнодействующая направлена вправо, в сторону большей силы. Под её действием брусок будет двигаться вправо, как будто на него действует одна-единственная сила 3 Н.
Равновесие тела
Особенно важен случай, когда равнодействующая всех сил равна нулю. Тогда говорят, что тело находится в равновесии. В этом состоянии тело либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно. Например, на книгу, лежащую на столе, действуют вниз сила тяжести и вверх сила упругости стола. Эти силы равны и противоположны, их равнодействующая равна нулю, поэтому книга покоится.
На примере равновесия видно, что отсутствие движения вовсе не означает отсутствия сил: силы могут действовать, но взаимно уравновешивать друг друга.
Как находить равнодействующую
Чтобы найти равнодействующую сил, направленных вдоль одной прямой, поступают так:
- выбирают одно направление за положительное;
- силы, направленные туда же, берут со знаком «плюс», а противоположные — со знаком «минус»;
- складывают полученные значения;
- знак результата показывает направление равнодействующей.
Частые ошибки. Нельзя складывать модули сил, не учитывая направление. Силы, направленные в разные стороны, вычитают, а не складывают. Если равнодействующая равна нулю, это не значит, что сил нет, — они просто уравновешены. Единица силы — ньютон, обозначается Н.Кратко о главном
- Равнодействующая заменяет несколько сил одной с тем же действием.
- Сонаправленные силы складывают:
R = F₁ + F₂. - Противоположные силы вычитают:
R = F₁ − F₂. - Если равнодействующая равна нулю, тело находится в равновесии.
- Равновесие означает покой или равномерное прямолинейное движение.