Прежде необходимо убедиться, что эта равнодействующая существует
Если известна равнодействующая по модулю и направлению, то можно найти ее линию действия.
Выясним различия между главным вектором и равнодействующей системы.
Главный вектор | Равнодействующая |
= | = = |
1.Характеристика системы S сил. (не сила!) | 1. Сила заменяющая действие системы сил S. |
2. Главный вектор существует для любой системы сил S | 2. Существует только для системы S, которая удовлетворяет условиям доказанной теоремы (не для всякой системы) |
3.Является вектором свободным. (первый статический инвариант) | 3. Является, как всякая сила, вектором скользящим. |
Приведение системы сил к паре
Теорема:
Если для произвольного центра приведения О главный вектор данной системы S () равен нулю, а ее главный момент не равен нулю, т.е.
=0, 0,
То такая система приводится к паре. Момент этой пары равен по модулю и направлению главному моменту этой системы сил, т.е.
3.3 Приведение системы сил к динамическому винту.
Ведем понятие динамического винта.
Изобразим две картинки
Совокупность силы и пары сил, момент которой параллелен силе, называется динамическим винтом, или динамой.
Сила стремится предать телу поступательное движение, пара – вращательное.
Следовательно, совместное их действие не тело вызывает винтовое движение.
Винтовое движение это самый общий случай движения твердого тела.
Теорема:
Если для произвольного центра приведения О главный вектор и главный момент данной системы сил не равны нулю и не перпендикулярны друг другу, т.е.
0, 0, ,
То система приводится к динамическому винту. Сила винта по модулю и направлению равна главному вектору, а момент пары винта, наименьшему главному моменту.
Обозначение: D ( )
Для того чтобы определить вид динамического винта мы должны рассмотреть характеристическое произведение.
Если Н больше нуля, то винт правый, если Н меньше нуля, то винт левый.
Если Н < 0, то > - левый динамический винт
Если Н > 0, то < - правый динамический винт
Второй способ: рассматривать угол между главным вектором и главным моментом, если он меньше 90 градусов винт правый, если больше 90 градусов, то винт левый.
Сводная таблица возможных случаев приведения системы сил к простейшему виду.
№ | Главные характеристические величины | Инварианты системы сил | Простейший вид системы |
1 | Система приводится к равнодействующей S ОО`= , ОО` пл.(, ) | ||
2 | Система приводится к паре S (; ); (; )= = | ||
3 | 0, 0, , | Система приводится к динамическому винту. S D ( ) М´ = | МО cos | ОО´ = | |
Уравновешенная система |