Name: resolving coplanar force components
Uploaded: 2025-05-22T09:06:02.000Z
Duration: 1 min 25 s
Channel: JoVE

ضع في اعتبارك كائنا تعمل عليه قوى متعددة. عندما تقع خطوط عمل هذه القوى داخل نفس المستوى ، يعرف النظام باسم نظام القوة المستوي.
يمكن حل كل هذه القوى في مكوناتها باستخدام شكل متجه ديكارتي.
سيكون النظام متحد المستوى في حالة توازن إذا كان كل مكون من مكونات القوة الناتجة يساوي صفرا والقوة الناتجة على النظام تساوي صفرا. تسمى هذه معادلات التوازن لنظام القوة المستوي.
ضع في اعتبارك صندوقا في حالة توازن تحمله ثلاثة سلاسل. يقال إن النظام هو نظام قوة مستوي لأن القوى تعمل في مستوى واحد.
خيوط تصنع زاوية ثيتا مع اللوح الخشبي. قوة التوتر في هذين السلسلتين معروفة.
يمكن تحديد حجم قوة التوتر في السلسلة الثالثة من خلال تطبيق معادلات التوازن. يظهر حل قوى التوتر المعروفة في مكوناته أن المكونات الأفقية توازن بعضها البعض.
الآن ، يمكن تحديد التوتر في السلسلة الثالثة عن طريق إعادة ترتيب المعادلة للمكونات الرأسية.

<ol>
	<li>هيبلر ، آر سي (2016). الميكانيكا الهندسية - الإحصاء والديناميكيات. هوبوكين ، نيو جيرسي: قاعة بيرسون برنتيس. ص 91-92</li>
	<li>مريم ، جي إل. كريج ، إل جي وبولتون ، ج. (2020). الميكانيكا الهندسية - الإحصاء. هوبوكين ، نيو جيرسي: جون وايلي. ص 58</li>
</ol>

القوى المشتركة في نفس المستوى.

<div style="direction:rtl">تخيل جسم تؤثر عليه عدة قوى، إذا كانت خطوط تأثير جميع القوى تقع في نفس المستوى، فإن هذا النظام يعتبر نظامًا مشترك في نفس المستوى. يمكن استخدام نظام الاتجاهات الديكارتية لتحليل كل قوة إلى مركباتها الخاصة. بالنسبة لنظام القوى المشتركة في نفس المستوى ، يكون النظام في حالة توازن إذا كان مجموع كل مركبات القوى يساوي الصفر، وكانت القوة المحصلة على النظام تساوي الصفر. أما إذا لم يكن مجموع القوى مساويًا للصفر، فإن الجسم لن يكون في حالة توازن وسيتسارع في اتجاه القوة المحصلة. لحل المسائل التي تتضمن القوى المشتركة في نفس المستوى والتوازن، يجب أولاً تحديد جميع القوى المؤثرة على الجسم، مع معرفة مقدارها واتجاهها. بعد ذلك، يتم تحليل هذه القوى إلى مركباتها في الاتجاهين x وy باستخدام جبر المتجهات. تُستخدم معادلات التوازن لحساب القوى المجهولة والتحقق مما إذا كان الجسم في حالة توازن أم لا. تخيل صندوقًا في حالة اتزان، معلقًا بواسطة ثلاثة حبال كما هو موضح في الشكل. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/14244/14244_PT_Fig_1v2.svg" style="text-align: center; height: 350px;"> يعد هذا النظام نظام قوى مشتركة المستوى لأن جميع القوى المؤثرة عليه تقع في نفس المستوى. يتم توصيل حبلين مائلين باللوح بزاويتين متساويتين، وافترض معرفة قوة الشد في هذين الحبلين. لتحديد مقدار قوة الشد في الحبل الثالث العمودي، يمكن تطبيق معادلات الاتزان. عند تحليل قوى الشد المعروفة في الحبلين المائلين إلى مركباتها، يتضح أن المركبات الأفقية تلغي بعضها البعض. وبذلك، يمكن تحديد قوة الشد في الحبل العمودي بإعادة ترتيب المعادلة الخاصة بالمركبات العمودية. بعد تحديد قوة الشد في الحبل الثالث، يمكن استخدام معادلات الاتزان للتحقق من أن النظام في حالة اتزان فعلية.</div>

ضع في اعتبارك شيئا تعمل عليه قوى متعددة. إذا كانت خطوط عمل كل قوة تقع داخل نفس المستوى ، فيمكن اعتبار النظام ...

Education

JoVE Core

Mechanical Engineering

الهندسة الميكانيكية

Unit 1

الوحدة الأولى

Equilibrium of a Particle

اتزان الجسيم

KEY TERMS AND CONCEPTS

المصطلحات والمفاهيم الأساسية

Coplanar Forces

resolving coplanar force components

Coplanar forces act on an object in the same plane. To analyze this kind of system, each force is resolved into x and y components using Cartesian vector form and vector algebra. This makes it possible to test whether the object is in equilibrium.

A coplanar system is in equilibrium when the resultant force is zero. That means the sum of the forces in each direction must also be zero. If the forces do not balance, the object is not in equilibrium and will accelerate in the direction of the net force.

Solving these problems starts with identifying every force on the object, including its size and direction. The known forces are then broken into horizontal and vertical parts. The equations of equilibrium are used to find unknown forces and to check whether the system is balanced.

One example is a box suspended by three strings in equilibrium. The two diagonal strings make equal angles with the plank, and their tensions are known. Their horizontal components cancel each other, so the third vertical string can be found from the vertical component equation. After the tension is calculated, the equilibrium equations can confirm that the box is still in balance.

Resolving Coplanar Force Components

equilibrium conditions for a particle

Balanced Forces and Torque in Equilibrium

Equilibrium depends on balanced forces and balanced torque. An object in equilibrium is either at rest or moving with a constant velocity. These two cases are called static equilibrium and dynamic equilibrium. Static equilibrium means the object is not moving. Dynamic equilibrium means the object is moving, but its velocity stays constant. In both cases, the forces acting on the object must balance each other. Different forces can add, subtract, or cancel each other out. When the vector sum...

free-body diagram

Free-Body Diagrams for Force Analysis

Free-body diagrams help analyze the forces acting on an object in mechanics. They give a simple picture of a stationary or moving object and show why it moves the way it does. By turning a complex situation into a clear sketch, they make it easier to write the equation needed to solve the problem. To draw a free-body diagram, first choose the object or system you want to study. Then isolate it from its surroundings and draw it as a dot or a simple outline. Add arrows for every important...

steps for free-body diagram

Free-Body Diagram for Two-Block Motion

A free-body diagram helps analyze two-block motion in mechanics. It shows the forces acting on a system so the net force can be found and the acceleration can be calculated. The example in this lesson uses two blocks linked by a massless string over a frictionless pulley. Block 1 moves across a table while block 2 falls under gravity. The two blocks are treated as one isolated system. External forces are then identified and drawn as vector arrows on the diagram. For block 1, the forces...

free-body diagrams: problem solving

Free-Body Diagrams on Inclined Planes

Free-body diagrams help show the forces acting on an object on an inclined plane. A free-body diagram is a simple drawing that focuses only on the object or system being studied. It leaves out extra details so the force problem is easier to analyze and solve. For an example, a 10 kg block is released on a ramp that is 30° to the horizontal. The coefficient of friction is 0.2. The diagram for this block includes the weight from gravity, the normal force, and the frictional force. These are the...

coplanar forces

Coplanar forces act on an object in the same plane. To analyze this kind of system, each force is resolved into x and y components using Cartesian vector form and vector algebra. This makes it possible to test whether the object is in equilibrium. A coplanar system is in equilibrium when the resultant force is zero. That means the sum of the forces in each direction must also be zero. If the forces do not balance, the object is not in equilibrium and will accelerate in the direction of the net...

categories of equilibrium

Types of Equilibrium in Forces

Equilibrium in physics describes how forces act on a body so it stays still or moves at a constant speed. In two-dimensional force systems, equilibrium can be grouped into several categories based on how the forces are arranged. Collinear equilibrium is the simplest case. The forces act along one straight line, so only one force equation is needed in the direction of those forces. The other equations are already satisfied. Coplanar concurrent equilibrium is another category. In this case, all...

key terms and concepts

Learn how coplanar forces are split into x and y components, how equilibrium is tested, and how string tension is found in a three-string system.

Resolving Coplanar Force Components | JoVE K12

JoVE Core Mechanical Engineering offers concise, easy-to-understand animated videos covering key topics such as equilibrium, forces, truss analysis, and structural mechanics. Explore their real-world applications, and witness these concepts in action through scientist-led experiments.

mechanical engineering

Resolving Coplanar Force Components

Description

Transcript