Détermination de la puissance nette : 9 étapes (avec photos)

Teneur

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- Partie 1 sur 2: Détermination de la force nette
- Partie 2 sur 2: Calcul de la force diagonale

La force nette est la quantité totale de force agissant sur un objet lorsque vous considérez à la fois sa magnitude et sa direction. Un objet avec une force nette de zéro est stationnaire. Une force déséquilibrée, ou une force nette de magnitude supérieure ou inférieure à zéro, entraîne une accélération de l`objet. Une fois que vous avez une puissance [[Puissance-calculée|calculée] ou mesuré sa taille, alors il est facile de les combiner et de trouver la force nette de cette façon. Décrire un diagramme de force simple et s`assurer que toutes les forces sont étiquetées et dans la bonne direction facilite le calcul de la force nette.

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Partie 1 sur 2: Détermination de la force nette

1. Dessiner un diagramme de corps libre. Un diagramme de corps libre est un croquis rapide d`un objet qui illustre toutes les forces agissant sur l`objet et la direction dans laquelle ces forces agissent. Lisez l`exercice et dessinez un contour simple de l`objet en question et les flèches indiquant toute force agissant sur cet objet.

Par exemple : Calculez la force nette d`un objet pesant 20 N posé sur une table et poussé vers la droite avec une force de 5 N, mais maintenu immobile par une force de friction de 5 N.

2. Déterminer les directions positive et négative des forces. Par défaut, les flèches pointant vers le haut ou vers la droite sont positives et les flèches pointant vers le bas ou vers la gauche sont négatives. N`oubliez pas que vous pouvez faire agir plusieurs forces dans la même direction. Les forces opposées auront toujours des signes opposés (un positif, un négatif)..

Lorsque vous travaillez avec plusieurs diagrammes de puissance, assurez-vous de garder les directions cohérentes.

Étiquetez l`amplitude de chaque force avec un signe « + » ou « - » en fonction de la direction de la flèche que vous avez indiquée dans le diagramme de force.

Par exemple : la gravité est une force descendante qui la rend négative. La force normale est ascendante et donc positive. La force de poussée est à droite la rendant positive, tandis que la force de friction oppose cette force à gauche (négative).

3. Étiqueter tous les pouvoirs. Assurez-vous d`étiqueter toutes les forces agissant sur l`objet. Lorsqu`un objet repose sur une surface, il y a une gravité vers le bas (F_g) et une force égale dans la direction opposée appelée force normale (F_m). En plus de ces deux forces, vous devez étiqueter le reste des forces mentionnées dans le problème. Écrivez l`amplitude de chaque force en Newtons à côté de l`étiquette donnée.

Une façon standard d`étiqueter les forces est d`utiliser un F majuscule et une première lettre de la force. Par exemple, s`il existe une force due au frottement, vous la notez par F_F.

Gravité : F_g = -20N

Force normale : F_m = +20N

Force de friction : F_F = -5N

Force de poussée : F_p = +5N

4. Additionnez toutes les forces. Maintenant que vous avez indiqué toutes les forces avec à la fois une direction et une amplitude, il ne vous reste plus qu`à les additionner. Écrivez une équation pour la force nette (F_juste) où F_juste est la somme de toutes les forces agissant sur l`objet.

Par exemple : F_juste = F_g + F_m + F_F + F_p = -20 + 20 -5 + 5 = 0N. Puisque la force nette est de 0 N, l`objet ne bouge pas.

Partie 2 sur 2: Calcul de la force diagonale

1. Dessiner un tableau de force. Lorsque vous avez une force diagonale qui agit sur l`objet à un angle, vous devez ajuster l`horizontale (F_X) et verticale (F_oui) trouver les composantes de la force pour déterminer son amplitude. Vous avez besoin de la trigonométrie et de l`angle de direction (généralement θ `thêta`) pour cela. L`angle de direction θ est toujours mesuré dans le sens inverse des aiguilles d`une montre à partir de l`axe x positif.

Dessiner le diagramme de force incluant l`angle de la force diagonale.
Dessinez chaque flèche dans la bonne direction dans laquelle la force agit et marquez-la avec la bonne taille.
Par exemple : Esquissez le schéma d`un objet de 10 N avec une force de 25 N vers le haut et vers la droite à un angle de 45°. Il y a aussi une force de friction à gauche de 10 N.
Les pouvoirs comprennent : F_g = -10 N, F_m = + 10 N, F_p = 25 N, F_F = -10N.

2. Calculer F_X et F_oui avec l`aide detrois rapports trigonométriques. (SOS CAS TOA). En utilisant la force diagonale (F) comme hypoténuse d`un triangle rectangle et F_Xy comme les jambes de ce triangle, vous pouvez calculer n`importe quel.

Rappelez-vous : CAS est cosinus(θ) = adjacent/hypoténuse. F_X = cos *F = cos(45°) *25 = 17,68 N.

Souvenez-vous : SOS est sinus (θ) = opposé/hypoténuse. F_oui = sin *F = sin(45°) *25 = 17,68 N.

Notez que plusieurs forces diagonales peuvent agir simultanément sur un objet, donc votre F_X et F_oui de chaque force dans la tâche doit trouver. Comptez ensuite le F_X-ajouter des valeurs pour la force totale dans le sens horizontal et ajouter le F_oui-valeurs pour la force totale dans le sens vertical.

3. Modifier le schéma de puissance. Maintenant que vous avez calculé les composantes horizontale et verticale séparées de la force diagonale, vous pouvez esquisser un nouveau diagramme de force représentant ces forces. Effacez la force diagonale et dessinez plutôt les flèches pour les tailles horizontales et verticales séparées.

Par exemple, au lieu d`une force diagonale, le diagramme aura désormais une force verticale pointant vers le haut avec une magnitude de 17,68 N et une force horizontale pointant vers la droite avec une magnitude de 17,68 N.

4. Additionnez toutes les forces dans les directions x et y. Une fois que vous avez tracé un nouveau diagramme de force, calculez la force nette (F_juste) en additionnant toutes les forces horizontales et en additionnant toutes les forces verticales. N`oubliez pas de garder toutes les directions vectorielles cohérentes tout au long de l`élaboration du problème.

Par exemple : Les vecteurs horizontaux sont tous des forces le long de l`axe des x : F_netx = 17,68 - 10 = 7,68 N.

Les vecteurs verticaux sont toutes des forces le long de l`axe des y : F_net = 17,68 + 10 - 10 = 17,68 N.

5. Calculer l`amplitude du vecteur de force nette. A ce stade, vous avez deux forces : une dans la direction x et une dans la direction y. L`amplitude du vecteur force est l`hypoténuse du triangle formé par ces deux vecteurs composants. Il suffit d`utiliser le théorème de Pythagore pour calculer l`hypoténuse : F_juste = (F_netx + F_net).

Par exemple : F_netx = 7,68 N et F_net = 17,68 N

Utiliser dans l`équation : F_juste = (F_netx + F_net) = (7,68 + 17,68)

Résoudre : F_juste = (7,68 + 17,68) = (58,98 + 35,36) = √94,34 = 9,71 N.

L`amplitude de la force est de 9,71 N en diagonale vers le haut et vers la droite.