11. Приведение системы параллельных сил к равнодействующей. Центр параллельных сил

Рассмотрим систему параллельных сил(ˉF1,ˉF2,.....,ˉFn), действующих на абсолютно твердое тело. Линии действия сил параллельны некоторой оси L с ортом ˉl.

Точка приложения каждой силы задана соответствующим радиусом – вектором (см. рис. 28).

В этом случае главный вектор будет иметь только проекцию на ось L, а ее величина будет равна алгебраической сумме величин действующих сил, т.е.

ˉV=ˉlV=ni=1ˉlFi=ˉlni=1Fi                                         (11)

где i=1,2,…,n.

Главный момент не будет иметь проекцию на ось L, так как силы системы параллельны этой оси. Прямой угол между главным вектором и главным моментом указывает, согласно изложенному выше, на возможность приведения системы сил к равнодействующей, равной главному вектору.

Геометрическую точку, через которую проходит линия действия равнодействующей системы параллельных сил при любом повороте этих сил вокруг точек их приложения, оставляющем силы параллельными друг другу и их взаимную ориентацию, обозначим точкой С и назовем центром системы параллельных сил.

Момент от равнодействующей системы сил должен быть равен сумме моментов от ее составляющих (теорема Вариньона), т.е.

ˉrC×ˉV=(ˉrCV)×ˉl=ni=1ˉri×ˉlFi=(ni=1ˉriFi)×ˉl

Это соображение позволяет рассчитать радиус – вектор точки С (после достаточно простых преобразований с учетом (10-5.1)), как

ˉrc=ni=1ˉriFini=1Fi..                                                    (12)

Очевидно, что векторной формуле (12) соответствуют, в общем случае, три скалярные формулы для вычисления проекций радиуса – вектора точки С на оси выбранной координатной системы. В качестве примера приведем формулу для проекции радиуса — вектора на ось абсцисс декартовой координатной системы:

xc=ni=1xiFini=1Fi..                (13)

Очевидно, что для вычисления проекции на ось ординат (аппликат) в числителе дроби надо сделать соответствующую замену.

Оцените
Добавить комментарий