В результате приведения пространственной системы сил к произвольному центру О возможны следующие случаи, зависящие от векторов R и L O:
- если R = 0, L O = 0, то заданная система является равновесной;
- если хотя бы одна из величин R или L O не равна нулю, то система сил не находится в равновесии.
При этом:
o Eсли R = 0 и L O
0, то система сил приводится к одной паре сил с моментом L O. В этом случае величина момента L O не зависит от выбора центра О.
o Eсли R
0, L O = 0, то система сил приводится к равнодействующей силе R * = R, линия действия которой проходит через центр О.
o Eсли R
0, L O
0 и эти векторы взаимно перпендикулярны, то система сил также приводится к равнодействующей силе R * = R, но линия ее действия не проходит через центр О.
Пример
Математически условие перпендикулярности векторов R и L O выражается равенством нулю их скалярного произведения:
R · L O = Rx · LOx + Ry · LOy + Rz · LOz = 0.
В частности, этот случай будет всегда иметь место для любой системы параллельных сил и любой плоской системы сил, если главные
векторы этих систем не равны нулю.
o Eсли R
0, L O
0 и эти векторы параллельны, то система сил приводится к совокупности силы R и паре сил (P, P ') c векторным моментом L O (силы P, P ' лежат в плоскости, перпендикулярной силе R, см.рис.).
Такая совокупность силы и пары сил называется динамическим винтом, а прямая, вдоль которой направлены векторы R и L O, называется осью винта.
В этом случае дальнейшее упрощение системы сил невозможно, то есть ее нельзя привести к одной (равнодействующей) силе или к одной паре сил.
Математически условие параллельности векторов R и L O выражается равенством нулю их векторного произведения:
R
L O = 0,
или, другими словами, пропорциональностью их проекций:
Rx = k · LOx; Ry = k · LOy; Rz = k · LOz.
o Eсли R
0, L O
0 и эти векторы не параллельны друг другу, то система сил также приводится к динамическому винту, но ось винта не будет проходить через точку О.