Чаще всего на тело действует не одна сила, а несколько. Причём они могут быть направлены в разные стороны и под любыми углами относительно друг друга.
Но в 7 классе мы ограничимся простой ситуацией, когда силы действуют по одной прямой.
Перед вами тележка.
С одной стороны её толкают рукой с силой, направленной горизонтально. С другой стороны тянут за нитку тоже с силой направленной горизонтально. Одну силу обозначим F1, другую F2.
Под действием этих 2-х сил тележка приходит в движение.
Затем эту же тележку только толкают, но сильнее, чем толкали в первом случае и сильнее, чем тянули.
Если скорость тележки меняется точно так же, как в первом случае, получается эти силы F1 и F2 можно заменить одной силой и результат от этого не изменится.
Сила, которую прикладывали во втором случае, называется равнодействующей сил F1 и F2. Обозначается она буквой R. Также её могут обозначать F «равн». Силы F1 и F2 называются составляющими силами.
Таким образом, мы пришли к следующему определению. Равнодействующей нескольких сил называется сила, которая производит на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил.
Понятие равнодействующей силы нужно для удобства расчётов. Когда требуется рассчитать, как меняется скорость тела, удобнее считать, что на него действует не несколько сил, а одна.
Перейдём к тому, как её находить.
Перед вами пружина, к которой один под другим подвесили 2 груза, весом 1Н и 2Н.
Отметим длину, на которую растянулась пружина. Теперь на ту же пружину подвесим 1 груз весом 3Н. Пружина растянулась на такую же длину.
В данном случае, вес последнего груза оказался равнодействующей весов 2-х предыдущих грузов.
Получается равнодействующая сил, направленных по одной прямой в одну сторону, направлена в ту же сторону, а её модуль равен сумме модулей составляющих сил.
Рассмотрим другой опыт.
На столик динамометра поставим груз весом 5Н. К столику привяжем нитку и, зацепив за нитку другим динамометром, потянем вверх с силой 2Н. Теперь к столику динамометра приложены 2 силы: вес груза, равный 5 Н, направленный вертикально вниз, и сила 2 Н, направленная вертикально вверх. Динамометр, на столике которого находится груз, показывает силу 3 Н. Эта сила является равнодействующей двух сил: 5 Н и 2 Н.
Получается, равнодействующая двух сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей силы, а её модуль равен разности модулей составляющих сил.
Если к телу приложены две равные силы, направленные противоположно, то равнодействующая этих сил равна нулю. Если в нашем опыте потянуть за нить с силой 5Н, то стрелка нижнего динамометра установится на нулевом делении. Равнодействующая двух сил в этом случае равна нулю.
Получается, тело под действием двух равных и противоположно направленных сил будет находиться в покое или двигаться равномерно и прямолинейно.