Тема 3. Сложение сил на плоскости
Геометрический способ сложения сил. Геометрическая сумма (главный вектор) системы сил F1, F2, ..., Fn определяется построением силового многоугольника. Для этого пользуются правилом сложения векторов. В произвольной точке О вектор R, соединяющий начало первого вектора F1 с концом последнего Fn изображает геометрическую сумму или главный вектор слагаемых сил: R = F1 + F2 + ... + Fn = SFk. (k = 1, 2, .., n)
Проекция силы на ось
Проекцией силы на
ось называется алгебраическая
величина, равная произведению
модуля силы на косинус угла между силой и
положительным направлением оси:
Fх = |F|Чcosa. |
Fх > 0, если 0 < a < p/2;
Fх < 0, если p/2 < a < p;
Fх = 0, если a = p/2.
Аналитический способ задания сил на плоскости
Силу F на плоскости Оxy можно задать через ее проекции Fх и Fу на оси прямоугольной системы координат по правилу сложения векторов, определив точку А (xA, yA) приложения силы:
F = FхЧi + FуЧj,
где i, j - единичные векторы. Модуль силы F и углы, которые она образует с координатными осями вычисляются по формулам:
F = [Fх2+ Fу2 + Fz2]1/2; cos (F, i) = Fх/F, cos (F, j) = Fy/F. |
Аналитический способ сложения сил
Воспользуемся
теоремой: проекция вектора суммы на
какую-нибудь ось равна алгебраической сумме
проекций слагаемых векторов на ту же ось.
Спроецируем равенство R
= SFk
на оси прямоугольной системы координат Оху, получим
Rх = SFkx, Ry = SFky, (k = 1, 2, .., n) |
где Fkx, Fky - проекции k-ой силы Fk на оси Ох и Оу соответственно. Тогда на плоскости Оху вектор R равные геометрической сумме слагаемых сил F1, F2, ..., Fn определяется по формулам:
R = RхЧi + RуЧj; R = [Rх2+ Rу2]1/2; cos (R, i) = Rх/R, cos (R, j) = Rу/R. |