Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Тема 1.5. Статика. Пространственная система сил

Читайте также:
  1. I. Система прерываний программ в ПК
  2. II. Система зажигания
  3. II. Система ролей.
  4. III. КУЛЬТУРА КАК СИСТЕМА ЦЕННОСТЕЙ
  5. III. Рейтинговая система оценки учебной и внеучебной деятельности студентов
  6. III. «Человек-знаковая система».
  7. IV. Система протидимного захисту

 
 

 

 


ЛЕКЦИЯ 8

Тема 1.6. Центр тяжести

Иметь представление о системе параллельных сил и центре системы параллельных сил, о силе тяжести и центре тяжести.

Знать методы для определения центра тяжести тела и фор­мулы для определения положения центра тяжести плоских фигур.

Уметь определять положение центра тяжести простых гео­метрических фигур, составленных из стандартных профилей.

Теорема Вариньона

Пари параллельном переносе сил в точку главный момент системы

Мгл = ΣFkl,

где ΣFk - сумма перенесённых сил;

l – расстояние от линии действия сил до точки приведения (плечи сил).

Непосредственно из этого равенства вытекает важная зависи­мость между моментом равнодействующей и моментами составляю­щих сил, известная в механике как теорема Вариньона.

Перепишем равенство в таком виде:

— момент равнодей­ствующей относительно любой точки. Но

Мгл = ΣМ0(Fk)

Поэтому последнее равенство можно переписать в виде

т. е. момент равнодействующей произвольной плоской системы сил относительно любой точки равен алгебраической сумме моментов сил системы, взятых относительно той же точки.

С помощью теоремы Вариньона решаются многие задачи механи­ки. В частности, легко определяется равнодействующая системы параллельных сил. Как это делается, покажем на примере.

Пример. Определить равнодействующую пяти параллельных сил F1 = 6 Н, F2 = 8 Н, F3 = 10 Н, F4 = 15 Н, F5 = 3 Н, приложенных к телу, как пока­зано на рисунке а.

Решение

1. Находим модуль равнодействующей. Как известно,

Но если ось х расположить перпендикулярно силам, а ось у — параллельно (рис. 1.47, а), направив ее положительный отсчет вниз, то проекции каждой из сил на ось х равны нулю и, зна­чит,

а проекции сил на ось у равны их модулям с соответствующими зна­ками: F1y = F1 = 6 Н; F2y= F2 = 8 H; F3y = F3 = 10 H; F4y = F4 = 15 Н и F5y = F5 = 3H.

Таким образом, модуль равно­действующей системы параллель­ных сил

Вектор равнодействующей FΣ направлен параллельно составляю­щим силам в сторону положитель­ного отсчета оси у, если XFky > 0, и в сторону отрицательного отсчета, если ΣFky < 0.

 

 

В данном случае FΣ = ΣFк = 6 — 8 + 10 + 15 — 3 = 20 Н, т. е. равнодействующая равна 20 Н и направлена вниз.

2. Изобразим эту равнодействующую условно штриховой линией на некото­ром расстоянии х от начала координат (рис. а) и запишем моменты всех сил относительно точки Ах'

И, согласно теореме Вариньона, получим

— FΣx = F2 * A1A2 – F3 * A1A3 – F4 * A1A4 + F5 * A1A5

Отсюда после подстановки известных числовых значений сил и плеч —20 x = 8 – 0,2 — 10 – 0,4 — 15 – 0,6 + 3 – 0,8, получим

Следовательно, FΣ = 20 Н, а ее линия действия, параллельная составляющим силам, проходит от точки A1 на расстоянии l = 0,45 м (рис. 1.47,6).

 

 

Известные из физики зависимости, возникающие при сложении двух параллельных сил, можно получить из теоремы Вариньона.

Даны приложенные к телу параллельные силы F1 и F2, направ­ленные в одну сторону. Согласно равенству FΣ = ΣFk ясно, что в данном случае

а вектор равнодействующей FΣ, приложенный в некоторой точке С, направлен параллельно силам в ту же сторону.

Возьмем сумму моментов сил относительно точки С (точки, че­рез которую проходит линия действия равнодействующей). Тогда

и, следовательно,

или

отсюда получаем известную из физики пропорциональную за­висимость:

 

т. е. расстояния от линии действия двух параллельных сил до ли­нии действия равнодействующей обратно пропорциональны силам.

 

Легко доказать (проделайте это самостоятельно), что такую же за­висимость получим и при опре­делении равнодействующей двух параллельных сил, направленных в противоположные стороны, хотя в этом случае модуль равнодейст­вующей FΣ = F1 — F2. Направлена она в сторону большей по модулю силы, и линия ее действия распо­ложена не между слагаемыми силами, а за большей из них (рис. б).


Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 92 | Нарушение авторских прав



mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.007 сек.)