L'esempio della forza netta descrive l'accelerazione di un oggetto quando agiscono forze diverse. L'articolo discute sui vari esempi della forza netta elencati di seguito:
Maggiori informazioni su Net Force Vs Force
Spingere armadio
È difficile per una persona spingere in avanti l'armadio pesante. Supponiamo che tu e i tuoi amici A e B stiate insieme spingendo l'armadio dalla stessa direzione. La forza applicata da te è 5N e i tuoi amici A e B applicano rispettivamente la forza di 6N e 5N.
Sommando tutte le forze 5 + 6 + 5 = 16N, si ottiene che la forza netta di 16N accelera il pesante armadio in avanti.
nella stessa direzione
Palla che cade
Supponiamo che quando lanciamo una palla in cielo, applichiamo il forza muscolare di 20N, che accelera la palla verso l'alto con velocità crescente. Quando l'aria trascina o forza di resistenza dell'aria di -25N vince la forza muscolare, la palla inverte la sua direzione e si muove verso il basso con diversa accelerazione.
Per determinare l'accelerazione e la direzione delle palline che cadono, sommando entrambe le forze, 20 + (-25) = -5N, visualizzando che la forza netta di -5N accelera la palla verso il basso verso terra.
Maggiori informazioni sui tipi di forze
Roccia stazionaria
Un oggetto avente massa rimane fermo a meno che una forza applicata non agisca su di esso. Quindi, quando non stiamo spingendo o tirando la roccia stabile, non c'è alcuna forza che agisce? O la forza netta sulla roccia stazionaria è zero?
Sia che un oggetto sia in movimento o fermo o che si muova nell'aria o nel terreno, una forza agisce sempre su di esso. cioè, forza di gravità. Quando un oggetto si muove o si appoggia sulla superficie orizzontale, la superficie esercita il forza normale verso l'alto su un oggetto.
Supponiamo che la roccia sia ferma sul terreno o sulla superficie della collina; la forza normale di 15N agisce verso l'alto sulla roccia opposta alla forza di gravità di -20N. Sommando tutta la coppia di forze verticali 15 + (-20) = -5N, viene visualizzata la forza netta di -5N nel tentativo di accelerare la roccia a terra.
Maggiori informazioni sulla forza di gravità.
Spingendo la macchinina
La spinta è un tipo di forza applicata. Supponiamo che un bambino guidi la macchinina sul pavimento orizzontale applicando una forza di spinta di 10 N e che anche la superficie del pavimento eserciti la forza di attrito radente di -6N, che resiste al movimento dell'auto.
La forza di gravità di -5N agisce verso il basso sulla macchinina. La forza normale di 5N esercitata verso l'alto dalla superficie del pavimento sull'auto è opposta alla gravità. Poiché la coppia di forze verticali come la gravità e la forza normale che agiscono sul giocattolo hanno uguale grandezza e direzioni opposte, entrambe si annullano a vicenda.
Sommando un paio di forze orizzontali ad un'auto, come la forza applicata e di attrito, 10 + (-6) = 4N, mostra che la forza netta di 4N accelera la macchinina in avanti.
Maggiori informazioni sull'attrito scorrevole
Passeggiate
Applichiamo la forza di spinta sulla superficie del terreno mentre camminiamo o corriamo. Supponiamo per una forza di spinta di 8N; la superficie del terreno esercita una forza di attrito radente di -5N, che ci impedisce di scivolare a terra mentre camminiamo.
Esistono forze verticali come la forza di gravità di -6N e la forza normale di 5N agisce sempre su di noi mentre camminiamo. Sommando tutte le forze orizzontali e verticali (8 + (-5) + 5 + (-6) = 3-1= 2N, risulta che la forza netta di 2N ci accelera in avanti quando camminiamo.
Giocare a golf
Supponiamo che quando colpisci la pallina da golf con una mazza o un bastone da golf, applichi il forza muscolare di 12N ad esso. La palla d'urto prima guida rapidamente nell'aria dove una forza di resistenza dell'aria di -6N riduce il suo movimento. Quando la sua velocità diminuisce, cade a terra.
Poiché la palla scivola ulteriormente sul terreno dopo la caduta, utilizza la forza di attrito volvente di -2N parallela alla palla, che annulla il suo movimento di rotolamento. Una coppia di forze verticali, come la forza di gravità di -2N e la forza normale di 2N, agiscono sulla pallina da golf, annullandosi a vicenda.
(credito: shutterstock)
Quindi, sommando tutte le forze rimanenti, 12 + (-6) + (-2) = 4N, si ottiene che la forza netta di 4N accelera la pallina da golf in avanti.
Maggiori informazioni sull'attrito volvente.
Tiro alla fune
Il gioco del tiro alla fune si basa su chi applicherà più forza degli altri. Supponiamo che la squadra A applichi una forza muscolare di 20 N sulla fune, mentre la squadra B applica una forza muscolare di 15 N.
La corda esercita anche un forza di tensione di -10N ad entrambe le estremità per evitare che si rompa.
Sommando tutta la forza che agisce sulla corda, [(20+ (-10)) + (15+(-10)] = 15N, risultando che la forza netta è 15N accelerando la corda verso la squadra A.
Maggiori informazioni sulla forza di tensione.
Bungee Jumping
La corda attaccata durante il bungee jumping ci impedisce di essere vittima di incidenti e ci offre un'esperienza esaltante mentre si riprende.
Supponiamo di saltare da un'altezza. Quindi la forza di gravità di -10N agisce verso di te verso il basso. Poi, appena ad una certa distanza dal suolo, la corda ti tira verso l'alto applicando un forza elastica di 8N. Dopo aver tirato verso l'alto a un'altezza specifica, il resistenza dell'aria la forza di -8N ti porta di nuovo verso il basso insieme alla corda.
Sommando tutte queste forze verticali, (-10) + 8 + (-8) = -10N, si ottiene che la forza netta di -10N ti accelera verso il basso verso terra.
Maggiori informazioni sulla forza elastica.
Nuoto
Quando hai iniziato a nuotare, ti sei chiesto quante forze agiscono su di te, accelerandoti in avanti nell'acqua invece di annegare? Supponiamo di applicare la forza muscolare di 10N come a spinta sull'acqua per andare avanti.
Gli strati fluidi dell'acqua esercitano forza di attrito del fluido di -5N come forza di reazione per resistere al nostro movimento nell'acqua. Ma queste due forze non bastano per nuotare. Su di noi agiscono anche una coppia di forze verticali mentre nuotiamo. La forza di gravità di -10N agisce verso il basso, mentre gli strati fluidi esercitano la forza spinta verso l'alto or forza di riscatto di 8N, per cui possiamo nuotare sopra o dentro l'acqua.
(credito: Tutorial di biomeccanica)
Sommando tutte le forze, 10 + (-5) + 8 + (-10) = 5 + -2 = 3N, mostrando che il netto di 3N ci accelera in avanti durante il nuoto.
Aereo
Come nel nuoto, quattro forze diverse agiscono sull'aereo da quattro direzioni diverse, accelerandolo per muoversi in sicurezza nell'aria. Supponiamo che l'aereo impieghi una spinta di 50N per volare in avanti nell'aria, mentre il l'aria impiega la forza di resistenza dell'aria di -30N all'aereo.
Una coppia di forze verticali coinvolge la forza di gravità di -40N verso il basso e a forza di sollevamento, un forza aerodinamica meccanica di 35N esercitato dal moto dell'aereo attraverso l'aria, che fa da contraltare alla forza di gravità.
(credito: centenario degli Stati Uniti)
Sommando tutte e quattro le forze, 50 + (-30) + 35 + (-40) = 20 -5 = 15N, risultando che il netto di 15N accelera l'aereo per andare avanti.
Primavera
Quando comprimiamo o allunghiamo la molla dalla sua posizione di equilibrio, essa riacquista la sua posizione iniziale una volta rilasciata. Supponiamo di applicare una forza di 20 N sulla molla allungandola con la sfera attaccata.
Per reazione, la molla esercita la forza opposta di -22N, ripristinando la sua posizione originaria. Sommando le forze di azione e reazione, 20 + (-22) = -2N, risultando che la forza netta di -2N accelera la molla all'indietro.
Maggiori informazioni sul movimento armonico semplice.
Salto lungo
Per completare le attività di salto in lungo, sono necessarie diverse forze prima per accelerare e poi per decelerare. Prima del salto, devi percorrere una distanza specifica per acquisire slancio. Supponiamo di applicare al terreno una forza di spinta muscolare pari a 8N, mentre il terreno esercita su di noi un attrito radente pari a -2N.
Al punto del salto, applichi nuovamente una forza muscolare maggiore di 10 N verso l'alto sul terreno. Dopo aver effettuato un salto, su di te viene esercitata la forza di resistenza dell'aria di -5 N e la forza di gravità di -6 N, accelerandoti verso il basso. Dopo aver terminato il salto, applichi nuovamente una forza di spinta muscolare di 5 N per scivolare sul pavimento quando raggiungi il suolo. Questo è il momento in cui il terreno esercita un attrito radente maggiore di 10 N, che arresta gradualmente il movimento.
(credito: shutterstock)
Dichiarazione modificata:
Per calcolare la forza netta totale esercitata durante un'attività completa di salto in lungo, sommiamo le forze di ciascuna fase del salto: ([8 + (-2)] + [10 + (-5) + (-6)] + [ 5 + (-6)] = 6 – 1 – 1 = 4N). Questo calcolo mostra che una forza netta di 4N agisce per accelerarci in avanti durante il salto.
Borsa da trasporto
Quando cammini sul pavimento e porti la borsa pesante sulla schiena, la borsa e il tuo corpo subiscono diverse forze nette.
Supponiamo di applicare una forza di spinta di 10N al piano terra su cui viene esercitata una forza di attrito di -5N. Dal momento che stai camminando sul pavimento, sei esercitato forza di gravità di -5N e la forza normale di 5N si annullano a vicenda. Quindi, sommando una coppia di forze orizzontali, 15 + (-5) = 10N, indica che la forza netta di 10N ti accelera per andare avanti.
Per trasportare la borsa pesante, si bilancia la forza di gravità di -5N sulla borsa applicando una forza muscolare di 10N. Quindi, la forza netta di 5N agisce sulla borsa che la accelera in avanti insieme a te.
Quando parliamo della forza netta che agisce su chi trasporta la borsa pesante, aggiungiamo la forza netta su di noi e sulla borsa come 10N + 5 = 15N. Lo abbiamo imparato aveva bisogno di una grande forza netta per camminare sopportando un peso superiore alla forza netta necessaria per camminare.
Palloncino carico
Supponiamo di caricare il palloncino e il bastoncino di plastica strofinandoli con la pelliccia di animale. Se lanciamo in aria il palloncino carico e teniamo sotto di esso il bastoncino di plastica carico, il palloncino non si allontanerà dal bastoncino né si libra a una certa distanza.
Supponiamo che il file forza elettrica di 10N tra il pallone e la controparte del bastone alla forza di gravità del pallone di -10N.
Poiché la forza elettrica e la forza di gravità si annullano a vicenda, la forza netta su un pallone carico è zero. Questo perché il il palloncino si lega al bastone e non si allontana da esso.
Macchina che rotola in collina
Supponiamo che il file senza attrito la strada è costruita sulla collina inclinata. Quindi quale sarà la forza che agisce sull'auto di massa 1 kg che accelera verso il basso su una strada in salita inclinata di 30°? Quando un oggetto si muove su una superficie orizzontale, la forza di gravità dell'oggetto è mg. Ma quando un oggetto si muove su un piano inclinato senza attrito, la forza di gravità viene divisa in due componenti.
Una componente della forza di gravità di mgcosθ¸ perpendicolare all'auto in movimento annulla la forza normale. Pertanto, un'altra componente della forza di gravità di mgsinθ¸ parallela all'auto c'è l'unica forza netta (mgsinθ¸ = 1 x 9.8 x sing30° = 4.9N) che accelera l'auto sulla strada inclinata senza attrito.
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Treno in corsa
È difficile per il macchinista individuare le diverse forze che agiscono sul treno. Ma devono comprendere la massa del treno e il tasso di accelerazione.
Supponiamo che il treno di massa 500 kg stia viaggiando a 20 m/s, quindi come per Seconda legge del moto di Newton, la forza risultante che agisce sul treno in corsa Frete = ma = 500 x 20 = 1000 N.
Maggiori informazioni su Come calcolare la massa dalla forza.
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