Công cụ tính hợp lực là gì?
Khi hai lực cùng tác dụng lên một điểm và hợp với nhau một góc, ta có thể thay chúng bằng một lực tương đương duy nhất gọi là hợp lực. Công cụ này áp dụng quy tắc hình bình hành trong phép cộng vectơ để tìm cả độ lớn lẫn hướng của hợp lực, dựa trên hai lực thành phần và góc giữa chúng. Đây là nguyên lý vật lý phổ quát, dùng được ở mọi nơi — không phụ thuộc vào quy định riêng của bất kỳ quốc gia nào.
Cách sử dụng
Nhập độ lớn của Lực 1 và Lực 2 theo đơn vị newton, sau đó nhập góc giữa hai lực tính bằng độ (0° nghĩa là hai lực cùng hướng, 180° nghĩa là chúng ngược hướng nhau). Công cụ sẽ trả về độ lớn của hợp lực theo newton cùng hướng của nó được đo so với Lực 1.
Giải thích công thức
Độ lớn được tính theo $$R = \sqrt{\text{F}_1^{2} + \text{F}_2^{2} + 2\,\text{F}_1\,\text{F}_2\cos\theta}$$, công thức này suy ra từ định lý hàm cosin áp dụng cho hình bình hành lực. Hướng so với Lực 1 là $$\varphi = \tan^{-1}\!\left(\frac{\text{F}_2\sin\theta}{\text{F}_1 + \text{F}_2\cos\theta}\right)$$. Khi \(\theta = 90°\), ta có \(\cos\theta = 0\) nên công thức rút gọn về dạng Pythagore quen thuộc \(R = \sqrt{\text{F}_1^{2} + \text{F}_2^{2}}\).
Ví dụ minh họa
Giả sử \(\text{F}_1 = 30\ \text{N}\) và \(\text{F}_2 = 40\ \text{N}\) tác dụng dưới góc 90°. Khi đó $$R = \sqrt{900 + 1600 + 0} = \sqrt{2500} = 50\ \text{N}.$$ Hướng của hợp lực là $$\tan^{-1}\!\left(\frac{40\cdot 1}{30 + 0}\right) = \tan^{-1}(1{,}333) \approx 53{,}13°$$ so với Lực 1.
Câu hỏi thường gặp
Nếu góc bằng 0° thì sao? Hai lực cộng trực tiếp: \(R = \text{F}_1 + \text{F}_2\) và hướng là 0°.
Còn góc 180° thì thế nào? Hai lực trừ nhau: \(R = |\text{F}_1 - \text{F}_2|\), có phương trùng với lực lớn hơn.
Tôi có dùng được đơn vị khác không? Có — công thức không phụ thuộc vào đơn vị. Bạn dùng bất kỳ đơn vị lực nào miễn là nhất quán, thì hợp lực cũng sẽ có cùng đơn vị đó.
