平衡的(balanced)和不平衡力(unbalanced forces)的區別
主要區別-平衡力與不平衡力
當我們想到作用在物體上的力時，力可以是平衡的，也可以是不平衡的。平衡力和不平衡力的主要區別在於，當力平衡時，作用在物體上的凈力為0，而當力不平衡時，作用在物體上的凈力不是0。
什麼是平衡的力量(balanced forces)？
作用在物體上的力是平衡的，如果它們的向量和為0，即沒有作用在物體上的凈力。根據牛頓運動定律，物體不會加速。這意味著，如果身體處於靜止狀態，它將繼續保持靜止；如果身體處於運動狀態，它將繼續以相同的速度直線運動。如果物體以相同的速度運動，但不是直線運動，那麼物體上的力就不平衡，物體在加速。
平衡力-示例
讓我們舉一個簡單的例子。下圖中的狗都在拉一塊布。假設兩個擋塊以50N的力向相反方向拉動布料，兩個力會相互抵消，合力或凈力為0。在這裡，力是平衡的，布料不會移動。
Balanced Force_ Dogs playing tug-of-war
想想桌上放著一個杯子。杯子不移動並不一定意味著杯子上沒有作用力。總是有重力作用在杯子上，試圖把它拉下來（這裡我們假設我們說的是地球上的杯子！），然而，杯子上桌子施加的向上反作用力抵消了重力。換句話說，力是平衡的，這就是杯子不動的原因。
共面力
Let’s take an example where a body being pulled by 3 coplanar forces (i.e. they all act along the same plane). If the body continues to stay at rest, then we know that the forces on it are balanced. In the diagram below, we have two forces and acting at right angles to each other and a third force acting at an angle to the vertical. If they are balanced, then we can work out a relati***hip between the two forces and and the angle .
First, taking the forces vertically, .
Horizontally, we get .
把第一個方程除以第一個，我們得到，
如果三個共面力是平衡的，並且它們彼此成不同的角度，那麼只需沿著兩個垂直方向找到每個力的分量。那麼沿著每個方向的分量的向量和應該是0。
什麼是不平衡力(unbalanced forces)？
When we say forces on a body are unbalanced, we mean that there is a net resultant force. As usual, we find the resultant force by finding the vector sum of the forces. To indicate we are taking the sum or the resultant of forces, we write as .
According to Newton’s second law, if a resultant force of acts on a body with mass , then the body would undergo an acceleration of in the direction of the resultant force. Let’s take another tug-of-war as an example: this time between a human and a dog:
Tug-of-war: Dog vs. Human
在照片中，力似乎是平衡的。然而，想象一下，如果狗以60 N的力拉布料，而女人以60.25 N的力反方向拉布料，會發生什麼。現在，將有一個0.25N的不平衡力朝向**。如果襯衫的質量為3 g，那麼襯衫朝向**的加速度為：
平衡的(balanced)和不平衡力(unbalanced forces)的區別
凈力
對於平衡力，凈力為0。
對於不平衡力，凈力不是0。
加快
平衡的力不會引起加速度。
不平衡的力會引起加速度。
Image Courtesy
“Tug of War” by PROgarlandcannon (Own work) [CC BY-SA 2.0], via flickr
《拔河》作者：PROCary Bass Deschenes（自己的作品）[CC by-SA 2.0]，透過flickr（修改）
- 發表於 2021-06-27 04:10
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- 分類：科學
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