Тема 7. Приведение сил к заданному центру
Теорема
о параллельном переносе силы: силу
F, не
изменяя ее действие на абсолютно твердое тело, можно
переносить из данной точки (А) в любую
другую точку (О) тела, прибавляя при
этом пару с моментом (m), равным моменту переносимой силы
относительно точки (О), куда сила
переносится [m = mo
(F)];
{F} ~ {F, m}.
Задача о приведении
системы сил F1, F2, ..., Fn к произвольном центру (точке) О, т. е.
замене данной системы сил другой эквивалентной
более простой, решается применением теоремы
Пуансо: любая система сил F1, F2, ..., Fn
действующих на абсолютно твердое тело, при
приведении к произвольному центру О заменяется одной силой R,
равной главному вектору системы сил, приложенной
в центре О и парой сил с моментом Mo, равным главному моменту системы сил
относительно центра (точки) О. Главный
вектор
R = F1 + F2 + ... + Fn = SFk, (k = 1, 2, ..., n) |
а главный момент системы сил относительно центра (точки) О
Mo = m1 + m2 + ... + mn = = mo(F1) + mo(F2) + ... + mo(Fn) = Smo(Fk). (k = 1, 2, ..., n) |
Величина главного вектора R не зависит от выбора центра О, а значение главного момента Mo при изменении положения центра О может в общем случае изменяться.
Для плоской системы
сил F1, F2, ..., Fn главный вектор R лежит в плоскости действия сил, а главный
момент перпендикулярен этой плоскости (a = 90°). Поэтому
главный момент плоской системы сил относительно
центра О определяется как сумма
алгебраических моментов сил относительно точки
(центра) О
Mo = Smo(Fk), (k = 1, 2, ..., n)
и изображается на плоскости дуговой стрелкой.
При приведении плоской системы сил возможны следующие случаи:
1. R = 0, Mo № 0:
- система сил приводится к одной паре, лежащей в плоскости действия сил, с моментом Mo.
2. R № 0, Mo = 0:
- система сил приводится к равнодействующей R, приложеной в точке О.
3. R № 0, Mo № 0:
- система сил приводится к равнодействующей R, проходящей через точку С,положение которой определяется равенством
ОС = d = | Mo |/R, ОС ^ R. |
3. R = 0, Mo = 0:
для равновесия плоской системы сил необходимо и достаточно, чтобы главный вектор этой системы сил и ее главный момент относительно любой точки были равны нулю. |