Идеальных механических систем, в которых присутствует только одна сила, практически не существует. Это всегда целая совокупность сил, например, тяжести, трения, реакции опоры, растяжения и т.д. Поэтому чтобы определить, какое действие в ньютонах испытывает объект, нужно найти модуль равнодействующей сил.
Равнодействующая всех сил, действующих на тело, не является физической силой. Это искусственная величина, которая вводится для удобства вычислений. Однако необходимо помнить, что любая сила – это вектор, который помимо скалярной характеристики имеет еще и направление.
Не всегда верно говорить о модуле равнодействующей, как о простом суммировании всех сил. Такое предположение верно, только если они направлены в одну и ту же сторону. Тогда |R| = |f1| + |f2|, где |R| - модуль равнодействующей, |f1| и |f2| - модули отдельных сил. Если f1 и f2 имеют прямо противоположное направление, то модуль равнодействующей равен разности между наибольшей и наименьшей силой: |R| = |f2| - |f1|; |f2|>|f1|.
Найти равнодействующую сил, направленных по углом друг к другу, в механической системе можно с применением методов векторной алгебры. В частности, правило треугольника и параллелограмма. В первом случае совмещают начала перпендикулярных векторов двух сил и соединяют их концы отрезком. Направление этого отрезка определяет наибольшая сила, а его длина находится аналогично гипотенузе в прямоугольном треугольнике по теореме Пифагора:
|R| = √(|f1|² + |f2|²).
Правило параллелограмма используется в том случае, если угол между векторами сил отличен от 90°. Тогда в расчеты включается его косинус, а модуль равнодействующей сил равен длине большей диагонали параллелограмма, который получается путем помещения начала второго вектора в конец другого и проведением параллельных им отрезков:
|R| = √(|f1|² + |f2|² – 2•|f1|•|f2|•cos α).
