Differenza tra forze equilibrate e sbilanciate
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Differenza principale - Forze bilanciate e sbilanciate
Quando pensiamo alle forze che agiscono su un corpo, le forze potrebbero essere equilibrato o squilibrato. La principale differenza tra le forze bilanciate e sbilanciate è che quando le forze sono bilanciate, la forza netta sul corpo è 0, mentre la forza netta che agisce su un corpo non è 0 se le forze sono sbilanciate.
Cosa sono le forze equilibrate
Le forze che agiscono su un corpo sono bilanciate se la loro somma vettoriale è 0, cioè non vi è alcuna forza netta che agisca sul corpo. Secondo le leggi del moto di Newton, quindi, il corpo non accelera. Ciò significa che se il corpo è a riposo continuerà a rimanere a riposo e se il corpo è in movimento, continuerà a muoversi alla stessa velocità in linea retta. Se il corpo si muove alla stessa velocità ma non si muove in linea retta, allora le forze sul corpo sono non equilibrato e il corpo sta accelerando.
Forze bilanciate - Esempi
Facciamo un semplice esempio. I cani nello schema qui sotto stanno tirando entrambi un pezzo di stoffa. Supponiamo che entrambi i cani stiano tirando il tessuto con una forza di 50 N in direzioni opposte, le due forze si annullerebbero reciprocamente e il risultante o il netto la forza sarebbe 0. Qui, le forze sono bilanciate e il tessuto non si muoverà.
Balanced Force_ Cani che giocano al tiro alla fune
Pensa a una tazza appoggiata sul tavolo. Il fatto che la tazza non si muova non significa necessariamente che ci sia no forze che agiscono sulla tazza. C'è sempre la gravità che agisce sulla tazza, cercando di tirarla giù (qui assumiamo che stiamo parlando di una tazza sulla Terra!), però la gravità viene annullata da una forza di reazione verso l'alto esercitata dal tavolo sulla tazza. In altre parole, le forze sono bilanciate ed è per questo che la tazza non si muove.
Forze complanari
Prendiamo un esempio in cui un corpo viene tirato da 3 forze complanari (cioè esse agiscono tutte sullo stesso piano). Se il corpo continua a stare a riposo, allora sappiamo che le forze su di esso sono bilanciate. Nello schema qui sotto, abbiamo due forze 
e 
agendo ad angolo retto l'uno con l'altro e con una terza forza 
agendo ad angolo 
alla verticale. Se sono equilibrati, possiamo elaborare una relazione tra le due forze e e l'angolo .
In primo luogo, prendendo le forze verticalmente, 
.
Orizzontalmente, otteniamo 
.
Dividendo la prima equazione dalla prima, otteniamo,
Se tre forze complanari sono bilanciate e fanno angoli diversi l'una con l'altra, trova semplicemente i componenti di ciascuna forza lungo due direzioni perpendicolari. Quindi la somma vettoriale dei componenti lungo ciascuna direzione dovrebbe essere 0.
Cosa sono le forze sbilanciate
Quando diciamo che le forze su un corpo lo sono squilibrato, intendiamo che esiste una forza risultante netta. Come al solito, troviamo la forza risultante trovando la somma vettoriale delle forze. Per indicare che stiamo prendendo il somma o il risultante di forze, scriviamo come 
.
Secondo la seconda legge di Newton, se una forza risultante di agisce su un corpo con massa 
, allora il corpo subirebbe un'accelerazione di 
Tiro alla fune: cane contro umano
Nella foto, le forze sembrano equilibrate. Tuttavia, immagina cosa succederebbe se il cane tirasse il tessuto con una forza di 60 N mentre la donna lo tirava con una forza di 60,25 N nella direzione opposta. Ora, ci sarà una forza sbilanciata di 0,25 N verso la donna. Se la massa della maglia è di 3 g, allora l'accelerazione della maglia verso la donna sarebbe:
Differenza tra forze equilibrate e sbilanciate
Forza netta
Per forze equilibrate, il forza netta è 0.
Per forze sbilanciate, la forza netta non è 0.
Accelerazione
Forze equilibrate causa nessuna accelerazione.
Forze sbilanciate causa l'accelerazione.
Cortesia dell'immagine
"Tug of War" di PROgarlandcannon (Opera propria) [CC BY-SA 2.0], via flickr
"Tug of war" di PROCARY Bass-Deschenes (Opera propria) [CC BY-SA 2.0], via flickr (Modificato)
