Складання двох сил, напрямлених в різні боки

⇐ Предыдущая 7 8 9 10 111213 14 15 16 Следующая ⇒

Зобразимо прикладені до тіла у точках А, В сили і , причому нехай за величиною (рис. 4.7). Візьмемо на продовженні відрізка ВА точку С і прикладемо в ній двійку сил і , які паралельні силам і . При цьому модулі сил і положення точки С оберемо так, щоб виконувались рівності:

(4.6)

отже, складаючи сили і , знайдемо, що їх рівнодійна , тобто дорівнює за величиною силі , протилежно їй направлена і прикладена в точці А. Сили і , як зрівноважені, можна відкинути (закреслено на рис. 4.7). У результаті задані сили і будуть замінені однією силою , яка і є їх рівнодійною. Модуль цієї рівнодійної та точка її прикладання С визначається формулами (4.6).

F ₂

R¢;

B A C

F ₁

Рис. 4.7

Таким чином, рівнодійна двох напрямлених в різні боки паралельних сил дорівнює за величиною різниці модулей заданих сил, їм паралельна і направлена в бік більшої з сил; лінія дії рівнодійної проходить поза відрізком, який з’єднує точки прикладання складових сил, на відстані, обернено пропорційній силам.

Коли на тіло діють декілька паралельних сил, то їх рівнодійну можна знайти послідовно, використовуючи правила складання двох паралельних сил.

У випадку розподілених сил діють наступним способом. Силу ваги тіла показують у вигляді рівнодійної, яка має початок у центрі С ваги і спрямована завжди вертикально донизу (рис. 4.8,а). Якщо сили розподілені за довжиною, то діють так: у випадку прямокутної епюри (рис. 4.8,б) сили замінюють рівнодійною (l – довжина відрізка АВ прикладання сил), яка прикладена у середині відрізка АВ; при лінійному законі розподілу сили (рис. 4.8,в) рівнодійна прикладена у точці з координатою ; при довільному законі (рис. 4.8,г) – величину рівнодійної сили визначають формулою , а координату її прикладання - . Однак завжди лінія дії рівнодійної проходить через центр ваги площи епюри розподілених сил (наприклад, у випадку лінійного закону розподілу сил (рис. 4.8,в) вона проходить через точку перетину медіан трикутника).

x_c

Рис. 4.8