Voorbeelden van externe krachten: diepgaand inzicht

Externe en interne krachten zijn de twee basiscategorieën van de krachten. Externe krachten worden verder ingedeeld in contactkrachten en niet-contactkrachten.

Zoals de naam zelf al zegt, is een externe kracht een kracht die op een systeem inwerkt door te omringen. Het systeem heeft kracht nodig om te versnellen of om zijn kinetische energie te veranderen, de omgeving levert deze externe kracht aan een systeem. Laten we de voorbeelden van externe krachten in detail bespreken.

Voorbeelden van externe krachten

Wrijvingskracht

Wanneer twee bewegende lichamen beweging ten opzichte van elkaar uitvoeren en de oppervlakken van deze twee lichamen met elkaar in contact komen, treedt wrijving op. Deze wrijving oefent enige kracht uit op beide lichamen en probeert hun beweging te stoppen of hen te helpen versnellen.

Wrijving is een zelfregulerende externe kracht, dus het past zich aan de behoefte aan beweging aan. Wrijving is een ongebalanceerde kracht en is hoofdzakelijk verdeeld in twee soorten.

  • Statische wrijving is de wrijving tussen oppervlakken van twee lichamen wanneer lichamen niet ten opzichte van elkaar bewegen. Statische wrijving hangt voornamelijk af van de aard van het karakter en de normaalkracht. Als het oppervlak glad is, is de statische wrijving minimaal en is de ruwe statische wrijving maximaal.
  • Kinetische wrijving - Het is de wrijving tussen twee lichamen wanneer ze in beweging zijn. Wanneer de externe kracht de waarde van statische wrijving overschrijdt, begint het lichaam te bewegen en neemt de wrijving tussen oppervlak en lichaam af; deze verminderde wrijving is kinetisch. de omvang van kinetische wrijving is kleiner dan statisch wrijving.
Voorbeelden van externe krachten
Image credit: Polyvore, publiek domein, via Wikimedia Commons

Normale kracht  

De normaalkracht is de kracht die door de bloem wordt uitgeoefend op het lichaam dat boven die bloem staat. De grootte van de normaalkracht is gelijk aan het lichaamsgewicht en de richting staat loodrecht op het oppervlak waarop het lichaam staat. Beschouw een blok met massa M op een horizontaal oppervlak, de richting van de normaalkracht staat loodrecht op het oppervlak, en de grootte van de kracht die op dat blok werkt is,

CodeCogsEqn 1

Hier, N- normaalkracht op een blok

          M- Massa van blok 

          g – Versnelling door de zwaartekracht van de aarde

Voorbeelden van externe krachten
Afbeelding tegoed: 老陳, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons

Spanningskracht

Om spanning in de snaar te produceren, rekken we een snaar, touw of kabel aan twee uiteinden. Spanning speelt een cruciale rol bij het trekken van zwaargewichten of het op een bepaalde hoogte hangen van het gewicht. Spanning is a contact kracht die door het touw of de kabel gaat en het object trekt of vasthoudt.

Wanneer we een bepaald object met touw of kabel trekken, kunnen we de richting van de uitgeoefende kracht veranderen met behulp van een katrol, en in dit systeem is de spanning aan beide zijden van het touw hetzelfde. Als een massa met twee touwen en in een stabiele toestand aan een plafond wordt opgehangen, dan kan de spanning in de snaar daarom worden berekend met behulp van de stelling van Lami; anders wordt de tweede bewegingswet van Newton gebruikt om de spanning te berekenen.

Voorbeelden van externe krachten
Afbeelding tegoed: FJGAR (BIS), CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons

Uitgeoefende kracht

Het is een externe kracht die rechtstreeks door een persoon of een ander lichaam op een lichaam wordt uitgeoefend. Deze kracht is verantwoordelijk voor de versnelling van een lichaam, en deze kracht is niet-conservatief. Beschouw een houten blok met massa M op een horizontaal oppervlak. Een blok heeft wat externe kracht nodig om uit zijn positie te komen, dus als we kracht uitoefenen op een blok, begint het te versnellen in de richting van de kracht.

In het dagelijks leven gebruiken we deze kracht vooral om dingen uit hun positie te duwen of te trekken. We kunnen mechanisch voordeel behalen door gebruik te maken van eenvoudige machines zoals hefboom en aswiel.

CodeCogsEqn 2

Waar, m-massa van een object

a- versnelling van het object

Luchtweerstand

Wat gebeurt er als we een veer van een bepaalde hoogte laten vallen? Waarom valt het langzamer dan een steen van hetzelfde gewicht? Waarom kan het niet recht op de grond vallen? Het antwoord op al deze vragen is: luchtweerstand of weerstand. Wanneer een object van een bepaalde hoogte valt of met een bepaalde snelheid beweegt, oefent de lucht een weerstandskracht uit op een object in de tegenovergestelde bewegingsrichting. zijn weerstandskracht wordt lucht genoemd Weerstand

Luchtweerstand is ook een externe kracht, dus het is een niet-conservatieve en dissipatieve kracht in de natuur. De wolkenkrabbers zoals Burj Khalifa hebben ook te maken met luchtweerstand, dus om deze weerstand te vermijden, zijn constructies zo gebouwd dat de luchtweerstand minimaal moet zijn.

Om de luchtweerstand te berekenen worden de volgende formules gebruikt,

CodeCogsEqn 3

Waar c - krachtconstante

V - snelheid van een object

Voorbeelden van externe krachten
Image credit: Jacopo Bertolotti, CC0, via Wikimedia Commons

Drijfkracht  

Heb je er ooit over nagedacht waarom we ons in het water lichter voelen dan op de grond? Het gebeurt omdat water druk uitoefent op het lichaamsoppervlak. Naarmate we dieper het water in gaan, begint de druk te stijgen. De druk op het onderste deel van het ondergedompelde lichaam is hoger dan het bovenste deel, en door dit drukverschil wordt het lichaam naar het wateroppervlak geduwd.

de uitdrukking voor drijfkracht is,

CodeCogsEqn 4

Waar ρ- dichtheid van vloeistof

g- versnelling door zwaartekracht

Vf-volume verplaatste vloeistof

Voorbeelden van externe krachten
Afbeelding tegoed: Luis Javier Rodriguez Lopez, CC BY-SA 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/, via Wikimedia Commons

FAQ's

Wat is interne kracht?

Krachten worden verdeeld in interne en externe krachten op basis van hun interactie met het systeem

 De kracht die intern op het systeem inwerkt en een verandering in het systeem veroorzaakt of de verandering in het systeem door een externe kracht tegenwerkt, wordt interne kracht genoemd. interne krachten worden binnen het systeem geproduceerd en ze kunnen geen externe verandering in een systeem veroorzaken, zoals versnelling van het systeem of verandering in kinetische energie van het systeem.

Waarom zijn externe krachten niet-conservatief?

De reden achter externe krachten, ook wel niet-conservatieve krachten genoemd, is als volgt:

Externe krachten zijn afhankelijk van het pad waarlangs beweging van een systeem plaatsvindt, dus ze hebben geen potentiële energie. Evenzo zijn externe krachten dissipatief, wat betekent dat het systeem in de loop van de periode energie verliest, zodat de energie van het systeem niet wordt behouden. Daarom worden ze ook niet-conservatieve krachten genoemd.

Is zwaartekracht een externe kracht?

De interne en externe kracht is afhankelijk van het systeem onder de studie

Zwaartekracht is de aantrekkingskracht tussen twee deeltjes van een systeem. Bij zwaartekracht bestuderen we de interactie tussen twee of meer deeltjes. Ook wordt de totale energie behouden in de zwaartekracht. Vandaar dat de zwaartekracht is een innerlijke kracht.

Lees ook: