Чтобы найти равнодействующую двух равных сил, действующих под углом 120 градусов, мы можем воспользоваться векторным методом. Давайте рассмотрим шаги этого процесса:
- Определим силы: Пусть каждая из сил равна F. Так как они равны, мы можем обозначить их как F1 и F2, где F1 = F2 = F.
- Нарисуем векторную диаграмму: Начертим два вектора, представляющие силы, которые образуют угол 120 градусов между собой. Например, нарисуем вектор F1 горизонтально, а вектор F2 под углом 120 градусов к нему.
- Разложим векторы на компоненты:
- Компонента F1 по оси X: F1x = F.
- Компонента F1 по оси Y: F1y = 0.
- Компонента F2 по оси X: F2x = F * cos(120°) = F * (-0.5) = -0.5F.
- Компонента F2 по оси Y: F2y = F * sin(120°) = F * (√3/2) = (√3/2)F.
- Сложим компоненты: Теперь мы можем найти равнодействующую силу, сложив соответствующие компоненты:
- Сумма по оси X: R_x = F1x + F2x = F + (-0.5F) = 0.5F.
- Сумма по оси Y: R_y = F1y + F2y = 0 + (√3/2)F = (√3/2)F.
- Найдем модуль равнодействующей силы: Используем теорему Пифагора для нахождения модуля результирующей силы R:
- R = √(R_x² + R_y²) = √((0.5F)² + ((√3/2)F)²).
- R = √(0.25F² + 0.75F²) = √(F²) = F.
- Определим направление равнодействующей силы: Для этого найдем угол θ, который равнодействующая сила образует с осью X:
- tan(θ) = R_y / R_x = ((√3/2)F) / (0.5F) = √3.
- θ = 60°.
Таким образом, равнодействующая двух равных сил, действующих под углом 120 градусов, равна F и направлена под углом 60 градусов к оси X.