Kokonaisvoima ja liike

Kappaleeseen vaikuttavien voimien yhteisvaikutus eli kokonaisvoima aiheuttaa liikkeen muutoksen. Kokonaisvoima on voimien vektorisumma.

[[$ \quad \Sigma \bar{F}={\bar{F}}_1 +{\bar{F}}_2 +{\bar{F}}_3 \dots $]]

Kun kokonaisvoima on nolla, eli [[$\Sigma \overline{F}=\overline{0}$]], voimavektorit muodostavat peräkkäin piirrettynä suljetun kuvion. Tällöin tuntemattomien voimien suuruuksia saattaa olla helppo ratkaista geometrisesti vektoreiden muodostamasta kuviosta. Tällaisia ovat yksinkertaiset tilanteet, joissa kaksi voimaa kumoavat toisensa ja voimakuvio muodostaa suorakulmaisen kolmion tai suorakulmion.Kun kokonaisvoima on nolla, kappaleen liike ei muutu. Kappale joko etenee tasaisella nopeudella tai on levossa.

Jos kappaleeseen vaikuttavien voimien summa ei ole nolla, sen kiihtyvyys on dynamiikan peruslain [[$\Sigma \overline{F}=m\overline{a}$]] mukaan kokonaisvoiman suuntaan. Huomaa, että kappaleen nopeus voi olla eri suuntainen kuin kiihtyvyys.

Alla on sovelma kappaleen työntämisestä vaakasuoralla tasolla. Työntävän voiman [[$(F)$]] lisäksi kappaleeseen vaikuttavat sen paino [[$(G)$]], pinnan tukivoima [[$(N)$]] ja kitka [[$(F_\mu)$]]. Jos vetävä voima on riittävän pieni, se ei riitä saamaan kappaletta liikkeelle. Tällöin voimavektorit muodostavat suljetun kuvion, tässä tapauksessa suorakulmion. Jos vetävä voima kasvaa riittävän suureksi, se ylittää kitkan maksimiarvon. Kappale lähtee liikkeelle ja on kiihtyvässä liikkeessä. Tällöin voimakuviosta tulee avoin, eikä tilannetta ole mielekästä ratkaista geometrian kautta.

Saat sovelman käynnistymään, kun painat vasemmassa alakulmassa olevaa play-nappia. Voit muuttaa laatikkoa vetävän voiman suuruutta ja katsoa, milloin kappale lähtee liikkeelle ja miten se muuttaa voimakuviota. Oikean yläkulman päivitä-nuolipainike palauttaa sovelman alkuperäiseen tilanteeseen.