http://rugrafi.ru/ Примеры решения задач контрольной работы
Черчение в строительной практике Магнитные цепи | Законы Кирхгофа | Расчёт электрических цепей | Расчёт трёхфазных цепей | Математика | Пределы | Векторная алгебра | Матрицы | Геометрия | Интегрирование | Задачи | Квантовая физика Резонанс Реакции Электротехника лекции | На главную

Плоская система сходящихся сил.

Определение равнодействующей

аналитическим способом

Знать аналитический способ определения равнодействующей силы, условия равновесия плоской сходящейся системы сил в аналитической форме.

Уметь определять проекции силы на две взаимно перпендикулярные оси, решать задачи на равновесие в аналитической форме.

Проекция силы на ось Линия пересечения двух поверхностей второго порядка является кривой четвёртого порядка (т.е. пересекается с плоскостью в четырёх точках). В некоторых частных случаях эта линия пересечения распадается на несколько частей.

Проекция силы на ось определяется отрезком оси, отсекаемым перпендикулярами, опущенными на ось из начала и конца вектора (рис. 3.1).

Рис. 3.1

Величина проекции силы на ось равна произведению модуля силы на косинус угла между вектором силы и положительным направлением оси. Таким образом, проекция имеет знак: положительный при одинаковом направлении вектора силы и оси и отрицательный при направлении в сторону отрицательной полуоси (рис. 3.2).

Рис. 3.2

F1x = F1 cos α1 > 0; F2x = F2 cos α2 = - F2 cos β2; 

cos α2 = cos (180° - β2) = - cos β2; 

F3x = F3 cos 90° = 0; F4x = F4 cos 180° = - F4

Проекция силы на две взаимно перпендикулярные оси (рис. 3.3).

Fx = F cos a > 0;

Fy = F cos β = F sin α > 0.

Рис.3.3

Определение равнодействующей системы сил

аналитическим способом

Величина равнодействующей равна векторной (геометрической) сумме векторов системы сил. Определяем равнодействующую геометрическим способом. Выберем систему координат, определим проекции всех заданных векторов на эти оси (рис. 3.4а). Складываем проекции всех векторов на оси х и у (рис. 3.46).

Рис.3.4

FΣч  = Flx + F2x + F3x + F4x; FΣн = Fly + F2y + F3y + F4y;

.

Модуль (величину) равнодействующей можно найти по известным проекциям:

 .

Направление вектора равнодействующей можно определить по величинам и знакам косинусов углов, образуемых равнодействующей с осями координат (рис. 3.5).

Рис.3.5

Условия равновесия плоской системы

сходящихся сил в аналитической форме

Исходя из того, что равнодействующая равна нулю, получим:

  FΣ = 0.

Условия равновесия в аналитической форме можно сформулировать следующим образом:

Плоская система сходящихся сил находится в равновесии, если алгебраическая сумма проекций всех сил системы на любую ось равна нулю.

Система уравнений равновесия плоской сходящейся системы сил:

.

В задачах координатные оси выбирают так, чтобы решение было наиболее простым. Желательно, чтобы хотя бы одна неизвестная сила совпадала с осью координат.


Контрольные вопросы и задания

Запишите выражение для расчета проекции силы F на ось Оу (рис. 3.9).

Рис. 3.9

Определите сумму проекций сил системы на ось Ох (рис. 3.10

Рис. 3.10

3. Определите величину силы по известным проекциям:

Fч = 3 kH; Fy = 4 кH.

4. Груз находится в равновесии (рис. 3.11). Какая система уравнений равновесия для шарнира Л записана верно?

Рис. 3.11

Указания.

При ответе на вопросы 1 и 2 необходимо знать, что в выражение для величины проекции силы на ось подставляется угол между вектором силы и положительной полуосью координат. Не забыть, что определяется алгебраическая сумма.

При ответе на вопрос 4 сначала следует определить возможные направления реакций в стержнях, мысленно убирая по очереди стержни и рассматривая возможные перемещения (см. лекцию 1). Затем записать алгебраические суммы проекций сил на оси Ох и Оу. Полученные уравнения сравнить с приведенными.

В разделе "Стандартные изделия" записывают изделия, применяемые по государственным стандартам, затем республиканским, далее по стандартам организаций (для изделий вспомогательного производства). На все изделия указывается позиция и условные обозначения с указанием ГОСТ.
Основные понятия кинематики