voimavektoreiden

Voimavektoreiden käsite kuvaa kappaleisiin vaikuttavien voimien suuruutta ja suuntaa vektorina. Jokainen voimavektori määrittää sekä voiman määrän (yksikkö newton, N) että sen suunnan. Voimat voivat vaikuttaa samanaikaisesti samassa järjestelmässä, ja niitä voidaan yhdistää saadakseen kokonaisvoiman eli resultantti.

Voimavektoreita pidetään periaatteessa pistemäisinä, eli niiden sijainti ei vaikuta voiman vaikutukseen kappaleeseen (ne ovat niin sanottuja vapaita vektoreita). Ne voidaan purkaa komponentteihin käyttämällä koordinaatiston akselit: Fx, Fy, Fz. Voimavektoreiden summa lasketaan komponentteja yhteen: Rx = Σ Fx, etc., tai parallelogrammalla.

Tasapainossa kaikkien voimavektoreiden summa on nolla, mikä johtaa liikkeettömyyteen tai tasapainotilaan, kun kappaleen kiihtyvyys on nolla. Newtonin toisen lain mukaan kokonaisvoima vaikuttaa kappaleen kiihtyvyyteen, a = F/m.

Työ ja energia - voima tekee työtä siirryttäessä määriteltyyn suuntaan: W = F · s. Lisäksi voimille liittyy myös momentti M = r × F, joka kuvaa kiertomomenttia ja sen vaikutusta kappaleen kiertoliikkeeseen.

Visuaalisesti voimavektorit esitetään nuolina, joiden pituus vastaa voiman suuruutta ja suunnassa ilmaistaan. Voimavektoreiden käsittely on keskeinen osa mekaniikkaa, rakennetekniikkaa ja fysiikan sovelluksia.