2 Forța-mărime vectorială

O mărime fizică este scalară dacă în raport cu o unitate de măsură este deplin caracterizată prin valoarea numerică.

Exemple de mărimi scalare: lungimea, aria, volumul, masa, temperatura, durata.

O forţă este caracterizată de:
– punct de aplicaţie – punctul în care acţionează forţa;
– valoare numerică (modul) – exprimată în newtoni;
– direcţie – dreapta pe care acţionează forţa (sau orice dreaptă paralelă cu ea);
– sens – în care acţionează forţa.

Mărimea fizică deplin caracterizată de modul (valoare numerică), direcţie şi sens se numeşte mărime vectorială. Forţa este mărime vectorială.

Un segment pe care s-a fixat un sens se numeşte vector.

Un vector [AB] este determinat de: origine (punctul A), direcţie (dreapta d), sens (de la A la B) şi modul (lungimea AB).

A reprezenta o forţă înseamnă a desena vectorul forţă (F).

Pentru a reprezenta o forţă, printr-un vector forţă, trebuie să parcurgi următoarele etape:
1. Fixezi punctul de aplicaţie (originea vectorului);
2. Desenezi o dreaptă, prin punctul de aplicaţie, care reprezintă direcţia forţei;
3. Stabileşti sensul vectorului, în funcţie de sensul forţei;
4. Determini lungimea vectorului, alegând o scară convenabilă, în funcţie de modulul forţei;
5. Desenezi vectorul forţă, vârful săgeţii indicând sensul;
6. Notezi vectorul forţă prin simbolul F.

Exemple de mărimi vectoriale: forţa, deplasarea, viteza.

Adunarea forţelor

1. Adunarea forţelor este definită printr-o forţă rezultantă care poate înlocui acţiunea simultană a forţelor componente ce acţionează asupra unui corp.

Exemplu: 2 forţe care acţionează în aceeaşi direcţie şi acelaşi sens. 

 F1 = 10 N F2 = 5 N

Rezultanta forţelor, F= F1 + F2= 10 + 5 = 15 N

Exemplu: 2 forţe care acţionează în aceeaşi direcţie şi sens contrar.
F1 = 10 N F2 = 5 NRezultanta forţelor, F= F1 - F2 = 10 - 5 = 5 N

Exemplu:Forţe care acţionează în direcţii diferite F2 = 5 N
F1 = 10 N

Metoda paralelogramului:Se desenează forţele la scară.Se trasează o paralelă cu F1 din vârful lui F2, şi o paralelă cu F2 din vârful lui F1Se trasează diagonala paralelogramului începând cu punctual de aplicaţie al forţelor.Se măsoară lungimea diagonalei ca valoare a forţei rezultante.

Metoda triunghiului
Se reprezintă forţele la scară.Se pune una dintre forţe în vârful celeilalte forţe. Se completează triunghiul şi se măsoară lungimea rezultantei începând cu originea primei forţe până la vârful ultimei forţe.
Exemplul 1: În timpul unei ore de sport două echipe, aflate în competiţie, împing un corp greu pe aceeaşi direcţie dar în sens contrar, cu forţele de 6000 N şi respective 5300 N. Care este valoarea forţei rezultante? Sunt în echilibru cele două echipe?Exemplul 2: O barcă, aflată pe un râu, este împinsă în plan orizontal, de 2 muncitori. Muncitorul A impinge barca cu o forţă de 200 N, în timp ce muncitorul B împinge cu o forţă de 300 N. Unghiul dintre cele două forţe este de 250. Desenaţi paralelogramul forţelor utilizând scara de 1cm: 50 N. Determinaţi prin măsurare rezultanta forţelor.