Différence entre forces équilibrées et non équilibrées

Différence principale: forces équilibrées ou non équilibrées

Quand on pense à des forces agissant sur un corps, les forces peuvent être soit équilibré ou déséquilibré. La principale différence entre les forces équilibrées et non équilibrées est que, lorsque les forces sont équilibrées, la force nette sur le corps est égale à 0, tandis que la force nette agissant sur un corps n'est pas égale à 0 si les forces sont déséquilibrées..

Que sont les forces équilibrées

Les forces agissant sur un corps sont équilibrées si leur somme vectorielle est 0, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de force nette agissant sur le corps. Selon les lois du mouvement de Newton, le corps ne va donc pas accélérer. Cela signifie que si le corps est au repos, il continuera à rester au repos et si le corps est en mouvement, il continuera à se déplacer à la même vitesse. en ligne droite. Si le corps se déplace à la même vitesse mais ne se déplace pas en ligne droite, alors les forces sur le corps sont ne pas équilibré et le corps accélère.

Forces équilibrées - exemples

Prenons un exemple simple. Les chiens du diagramme ci-dessous tirent tous les deux sur un morceau de tissu. Supposons que les deux chiens tirent sur le tissu avec une force de 50 N dans des directions opposées, les deux forces s’annulent et la résultant ou la net la force serait 0. Ici, les forces sont équilibrées et le tissu ne bougerait pas.

Force équilibrée_ Chiens jouant au tir à la corde

Pensez à une tasse posée sur la table. Le fait que la tasse ne bouge pas ne signifie pas nécessairement qu'il y a non forces agissant sur la tasse. Il y a toujours de la gravité agissant sur la tasse, essayant de l'abaisser (ici, nous supposons que nous parlons d'une tasse sur Terre!), toutefois la gravité est annulée par une force de réaction ascendante exercée par la table sur le gobelet. En d'autres termes, les forces sont équilibrées et c'est pourquoi la tasse ne bouge pas.

Forces coplanaires

Prenons un exemple où un corps est tiré par 3 forces coplanaires (c’est-à-dire qu’elles agissent toutes sur le même plan). Si le corps continue à rester au repos, alors nous savons que ses forces sont équilibrées. Dans le diagramme ci-dessous, nous avons deux forces  et  agissant perpendiculairement l'un à l'autre et une troisième force  agissant en biais  à la verticale. Si elles sont équilibrées, alors nous pouvons établir une relation entre les deux forces et et l'angle .

Tout d'abord, en prenant les forces verticalement, .

Horizontalement, nous obtenons .

En divisant la première équation par la première, on obtient,

Si trois forces coplanaires sont équilibrées et forment des angles différents, il suffit de trouver les composantes de chaque force dans deux directions perpendiculaires. Ensuite, la somme vectorielle des composantes le long de chaque direction doit être 0.

Que sont les forces non équilibrées

Quand on dit des forces sur un corps sont déséquilibré, nous voulons dire qu'il y a une force résultante nette. Comme d'habitude, on trouve la force résultante en trouvant la somme vectorielle des forces. Pour indiquer que nous prenons la somme ou la résultant des forces, nous écrivons  comme .

Selon la seconde loi de Newton, si une force résultante de  agit sur un corps avec masse , alors le corps subirait une accélération de  dans la direction de la force résultante. Prenons un autre bras de fer à titre d'exemple: cette fois entre un humain et un chien:

Le bras de fer: chien contre humain

Sur la photo, les forces semblent équilibrées. Cependant, imaginez ce qui se passerait si le chien tirait sur le tissu avec une force de 60 N tandis que la femme le tirait avec une force de 60,25 N dans la direction opposée. Maintenant, il y aura une force non équilibrée de 0,25 N vers la femme. Si la masse de la chemise est de 3 g, l'accélération de la chemise vers la femme serait:

Différence entre forces équilibrées et non équilibrées

Force nette

Pour forces équilibrées, la force nette est 0.

Pour forces déséquilibrées, la force nette n'est pas 0.

Accélération

Forces équilibrées ne provoque aucune accélération.

Forces déséquilibrées provoquer une accélération.

Courtoisie d'image

“Tug of War” de PROgarlandcannon (Travail personnel) [CC BY-SA 2.0], via flickr

“Tir à la corde” de PROCary Bass-Deschenes (Travail personnel) [CC BY-SA 2.0], via flickr (Modifié)