Равнодействующая

Равнодействующая. Вы уже знаете, что две силы уравновешивают друг друга, когда они равны по модулю и направлены противоположно. Таковы, например, сила тяжести и сила нормальной реакции, действующие на лежащую на столе книгу. В этом случае говорят, что равнодействующая двух сил равна нулю. В общем случае

равнодействующей двух или нескольких сил называют силу, которая производит на тело такое же действие, как одновременное действие этих сил.

Рассмотрим на опыте, как найти равнодействующую двух сил, направленных вдоль одной прямой.

ПОСТАВИМ ОПЫТ

Положим лёгкий брусок на гладкую горизонтальную поверхность стола (чтобы трением между бруском и поверхностью стола можно было пренебречь). Будем тянуть брусок вправо с помощью одного динамометра, а влево — с помощью двух динамометров, как показано на рис. 16.3. Обратите внимание, что находящиеся слева динамометры прикреплены к бруску так, что силы натяжения пружин этих динамометров различны.

Как можно найти равнодействующую двух сил

Рис. 16.3. Как можно найти равнодействующую двух сил

Мы увидим, что брусок находится в покое, если модуль силы, которая тянет его вправо, равен сумме модулей сил, тянущих брусок влево. Схема этого опыта изображена на рис. 16.4.

Схематическое изображение сил, действующих на брусок

Рис. 16.4. Схематическое изображение сил, действующих на брусок

Сила ₃ уравновешивает равнодействующую сил ₁ и ₂, то есть равна ей по модулю и противоположна по направлению. Значит, равнодействующая сил ₁ и ₂ направлена влево (как и эти силы), а её модуль равен F₁ + F₂. Таким образом,

если две силы направлены одинаково, их равнодействующая направлена так же, как эти силы, а модуль равнодействующей равен сумме модулей сил-слагаемых.

Рассмотрим силу ₁. Она уравновешивает равнодействующую сил ₂ и ₃, направленных противоположно. Значит, равнодействующая сил ₂ и ₃ направлена вправо (то есть в сторону большей из этих сил), а её модуль равен F₃ - F₂. Таким образом,

если две не равные по модулю силы направлены противоположно, их равнодействующая направлена как большая из этих сил, а модуль равнодействующей равен разности модулей большей и меньшей силы.

Нахождение равнодействующей нескольких сил называют сложением этих сил.

Две силы направлены вдоль одной прямой. Модуль одной силы равен 1 Н, а модуль другой силы равен 2 Н. Может ли модуль равнодействующей этих сил быть равен: а) нулю; б) 1 Н; в) 2 Н; г) 3 Н?