Нахождение равнодействующей

Нахождение равнодействующей Нахождение равнодействующей - student2.ru нескольких сил Нахождение равнодействующей - student2.ru осуществляется с помощью правил векторного сложения: Нахождение равнодействующей - student2.ru .

Пример 2. Две силы Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru приложены к одной точке и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны (рис.1а). Найдите их равнодействующую.

ОТВЕТ. Модуль равнодействующей равен разности модулей Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru , то есть Нахождение равнодействующей - student2.ru . Равнодействующая приложена в той же точке и направлена в сторону большей по модулю силы Нахождение равнодействующей - student2.ru (рис.1б).

Нахождение равнодействующей - student2.ru

Пример 3. Две силы Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru приложены к одной точке О и направлены под углом Нахождение равнодействующей - student2.ru друг к другу (рис.2). Найдите их равнодействующую.

ОТВЕТ. Согласно правилу параллелограмма, равнодействующая определяется диагональю параллелограмма, построенного на векторах Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru как на сторонах (рис.2б). В нашем случае модуль равнодействующей найдём по теореме косинусов: Нахождение равнодействующей - student2.ru Направление равнодействующей определим посредством угла Нахождение равнодействующей - student2.ru , который равнодействующая составляет с одной из заданных сил, например – с Нахождение равнодействующей - student2.ru . В нашем случае по теореме синусов Нахождение равнодействующей - student2.ru . Точка приложения равнодействующей совпадает с точкой приложения исходных сил.

Нахождение равнодействующей - student2.ru

Замечание. Вместо правила параллелограмма при сложении двух векторов часто пользуются правилом треугольника. Для рассмотренного выше примера 4 векторный треугольник будет иметь вид, как на рис.3, и угол Нахождение равнодействующей - student2.ru между направлениями действия сил будет являться внешним углом треугольника.

Если нужно сложить более двух сил, приложенных в одной точке, то пользуются правилом многоугольника: из конца первой силы проводят вектор, равный и параллельный второй силе; из конца второй силы – вектор, равный и параллельный третьей силе и так далее. Замыкающий вектор, проведённый из точки приложения сил к концу последней силы, по величине и направлению равен равнодействующей. На рис.4 это правило проиллюстрировано на примере нахождения равнодействующей Нахождение равнодействующей - student2.ru четырёх сил Нахождение равнодействующей - student2.ru , Нахождение равнодействующей - student2.ru , Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru . Заметим, что при этом складываемые векторы не обязательно должны принадлежать одной плоскости.

Нахождение равнодействующей - student2.ru

Пример 4. Три одинаковые по модулю силы Нахождение равнодействующей - student2.ru , Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru приложены к одной точке, лежат в одной плоскости и направлены под одинаковыми углами Нахождение равнодействующей - student2.ru попарно друг к другу (рис.5а). Найдите их равнодействующую.

ОТВЕТ. Равнодействующая этих сил равна нулю. Действуя по правилу многоугольника, получим на чертеже (рис.5б) замкнутый треугольник сил Нахождение равнодействующей - student2.ru , Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru , и замыкающий вектор будет нулевым.

Нахождение равнодействующей - student2.ru

Пример 5. Три силы Нахождение равнодействующей - student2.ru , Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru приложены в одной точке и направлены взаимно перпендикулярно друг другу (силы Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru лежат в горизонтальной плоскости, а сила Нахождение равнодействующей - student2.ru направлена вертикально) (рис.6). Найдите равнодействующую.

ОТВЕТ. Сложение по правилу многоугольника даёт результат, изображённый на рис.6. Видим, что равнодействующая Нахождение равнодействующей - student2.ru представляет собой диагональ параллелепипеда, построенного на векторах Нахождение равнодействующей - student2.ru , Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru как на рёбрах. Модуль равнодействующей, следовательно, равен Нахождение равнодействующей - student2.ru . Направление равнодействующей определим с помощью углов Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru . Из рис.6б видим, что эти углы таковы, что Нахождение равнодействующей - student2.ru . Точка приложения равнодействующей совпадает с точкой приложения исходных сил.

В ряде случаев удобнее производить сложение векторов «методом проекций».

Пример 6. Три силы Нахождение равнодействующей - student2.ru , Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru приложены к одной точке Нахождение равнодействующей - student2.ru , лежат в вертикальной плоскости и составляют углы Нахождение равнодействующей - student2.ru , Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru с горизонталью соответственно (рис.7а). Найдите равнодействующую этих сил.

Нахождение равнодействующей - student2.ru

ОТВЕТ. Проведём две взаимно перпендикулярные оси Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru так, чтобы ось Нахождение равнодействующей - student2.ru совпадала с горизонталью, вдоль которой направлена сила Нахождение равнодействующей - student2.ru . Спроецируем данные силы на оси координат (рис.7б). Проекции Нахождение равнодействующей - student2.ru и Нахождение равнодействующей - student2.ru отрицательны. Сумма проекций всех сил на оси Нахождение равнодействующей - student2.ru равна проекции на эту ось равнодействующей Нахождение равнодействующей - student2.ru . Аналогично для проекций на ось Нахождение равнодействующей - student2.ru : Нахождение равнодействующей - student2.ru . Модуль равнодействующей определяется по теореме Пифагора: Нахождение равнодействующей - student2.ru . Направление равнодействующей определим с помощью угла Нахождение равнодействующей - student2.ru , который составляет вектор равнодействующей и осью Нахождение равнодействующей - student2.ru (рис.7в): Нахождение равнодействующей - student2.ru

В начало

Наши рекомендации