Условия равновесия системы сил.

Главный вектор и главного момент пространственной системы сил.

Главным вектором системы сил называется сумма всех сил, действующих на данное тело.

Условия равновесия системы сил. - student2.ru .

Главным моментом системы относительно какого-либо полюса Условия равновесия системы сил. - student2.ru называется сумма моментов всех сил относительно этого полюса.

Условия равновесия системы сил. - student2.ru .

Определим модули и направления векторов Условия равновесия системы сил. - student2.ru и Условия равновесия системы сил. - student2.ru . Выберем декартову систему координат таким образом, чтобы ее начало координат совпадало с центром приведения сил. Тогда

Условия равновесия системы сил. - student2.ru Условия равновесия системы сил. - student2.ru

Условия равновесия системы сил. - student2.ru ,

Условия равновесия системы сил. - student2.ru .

Т.к. Условия равновесия системы сил. - student2.ru , а

Условия равновесия системы сил. - student2.ru ,

то

Условия равновесия системы сил. - student2.ru

Следовательно, модуль и направление вектора Условия равновесия системы сил. - student2.ru определяются формулами:

Условия равновесия системы сил. - student2.ru ,

Условия равновесия системы сил. - student2.ru .

Теорема о параллельном переносе силы.

Силу, приложенную к абсолютно твердому телу, можно переносить из данной точки в любую другую точку тела, прибавляя при этом пару с моментом, равным моменту переносимой силы относительно точки, куда сила переносится.

▲ Пусть на твердое тело действует сила Условия равновесия системы сил. - student2.ru , приложенная в точке Условия равновесия системы сил. - student2.ru . Действие этой силы не изменится, если к любой точке тела Условия равновесия системы сил. - student2.ru приложить уравновешенную систему Условия равновесия системы сил. - student2.ru сил Условия равновесия системы сил. - student2.ru , таких что Условия равновесия системы сил. - student2.ru . Полученную систему трех сил можно рассматривать как силу Условия равновесия системы сил. - student2.ru , но приложенную в точке Условия равновесия системы сил. - student2.ru , и пару Условия равновесия системы сил. - student2.ru с моментом Условия равновесия системы сил. - student2.ru . ∆

Теорема о приведении системы сил к простейшему виду.

Любая система сил, действующих на абсолютно твердое тело, при приведении к произвольно выбранному центру Условия равновесия системы сил. - student2.ru , заменяется одной силой Условия равновесия системы сил. - student2.ru , равной главному вектору системы сил и приложенной в центре приведения Условия равновесия системы сил. - student2.ru , и одной парой с моментом Условия равновесия системы сил. - student2.ru , равным главному моменту системы относительно центра Условия равновесия системы сил. - student2.ru .

Условия равновесия системы сил. - student2.ru

Рис. 4.2

▲ Пусть на тело действует система сил Условия равновесия системы сил. - student2.ru . Перенесем все силы в центр Условия равновесия системы сил. - student2.ru . Тогда на тело будет действовать система сил

Условия равновесия системы сил. - student2.ru ,

приложенных в центре и система пар, моменты которых равны

Условия равновесия системы сил. - student2.ru .

Сходящиеся силы, приложенные в точке Условия равновесия системы сил. - student2.ru , заменяются одной силой Условия равновесия системы сил. - student2.ru , приложенной в точке Условия равновесия системы сил. - student2.ru . Чтобы сложить все пары нужно сложить векторы моментов этих пар. В результате система пар заменится одной парой с моментом Условия равновесия системы сил. - student2.ru :

Условия равновесия системы сил. - student2.ru , Условия равновесия системы сил. - student2.ru .

Условия равновесия системы сил.

Для равновесия любой системы сил необходимо и достаточно, чтобы главный вектор системы сил и ее главный момент относительно любого центра были равны нулю.

Условия равновесия системы сил. - student2.ru , Условия равновесия системы сил. - student2.ru . (4.1)

▲ Условия (4.1) являются необходимыми, т.к. если какое либо из них не выполняется, то система сил приводится или к равнодействующей (если Условия равновесия системы сил. - student2.ru ) или к паре сил (если Условия равновесия системы сил. - student2.ru ). Условия (1) являются достаточными, т.к. при Условия равновесия системы сил. - student2.ru система сил может приводиться только к паре с моментом Условия равновесия системы сил. - student2.ru , а т.к. Условия равновесия системы сил. - student2.ru , то равновесие выполняется. ∆

Частные случаи равновесия плоской системы сил.

Для равновесия плоской системы необходимо и достаточно, чтобы:

1.суммы проекций всех сил на каждую из координатных осей и сумма моментов относительно любого центра, лежащего в плоскости действия сил, были равны нулю.

Условия равновесия системы сил. - student2.ru .

2. суммы моментов всех этих сил относительно каких-нибудь двух центров Условия равновесия системы сил. - student2.ru и Условия равновесия системы сил. - student2.ru , и сумма их проекций на ось Условия равновесия системы сил. - student2.ru , не перпендикулярную прямой Условия равновесия системы сил. - student2.ru , были равны нулю.

Условия равновесия системы сил. - student2.ru .

3. Для равновесия произвольной плоской системы сил необходимо и достаточно, чтобы суммы моментов этих сил относительно любых трех центров Условия равновесия системы сил. - student2.ru , не лежащих на одной прямой, были равны нулю.

Условия равновесия системы сил. - student2.ru .

Наши рекомендации