ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.06.2024
Просмотров: 829
Скачиваний: 3
158 |
|
ПРИЛОЖЕНИЕ. ТЕОРИЯ СИСТЕМ СКОЛЬЗЯЩИХ ВСКТОРОВ |
|
|
|||||||||||||
векторы, a R лежит |
в ней (рис. П.21). Следовательно, |
R, если |
|||||||||||||||
он отличен от нуля, перпендикулярен Мо, т. е. ^ |
= 0. |
|
|
||||||||||||||
Поэтому |
плоская |
система |
скользящих |
векторов |
заведомо не |
||||||||||||
может |
принадлежать |
первому |
подклассу. Если у такой системы |
||||||||||||||
ЯФО, |
то она принадлежит |
третьему |
подклассу, |
т. е. сводится |
|||||||||||||
к равнодействующему |
вектору. Он лежит в этой же плоскости, |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
по величине и направлению совпа- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
дает |
с |
R, а для |
определения |
его |
||||||||
|
|
|
|
|
линии |
действия |
достаточно |
опреде- |
|||||||||
|
|
|
|
|
лить какую-либо точку О плоскости, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
для |
которой |
|
|
Мо = 0, |
и |
провести |
||||||
|
|
|
|
|
через нее прямую, параллельную на- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
правлению R. Такая прямая заведо- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
мо является |
|
центральной осью, ибо |
||||||||||
|
|
|
|
|
в ее точках |
М |
о = 0; |
во всех иных |
|||||||||
|
|
|
|
|
точках |
МофО (в силу теоремы 1). |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Если у плоской системы векто- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
ров |
# = 0, но относительно произ- |
|||||||||||
|
|
Рис.П.21. |
|
вольно |
выбранной |
точки |
МофО, |
||||||||||
|
|
|
|
|
то система эта принадлежит вто- |
||||||||||||
рому |
|
подклассу |
и |
эквивалентна |
любой |
паре |
с |
моментом |
|||||||||
МоНаконец, плоская система |
уравновешена, если |
R = 0 и |
|||||||||||||||
Мо = 0, т. е. выполнены условия |
(8). Равенства |
(8') в этом слу- |
|||||||||||||||
чае |
не независимы. |
Действительно, |
расположим |
оси |
х |
и у |
|||||||||||
в плоскости |
векторов |
(рис. П.21). Тогда |
при любом |
расположе- |
|||||||||||||
нии |
векторов |
условия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
и |
J ]mu |
(F,)=0 |
|
|
||||
|
|
i = 1 |
|
i = 1 |
|
|
|
i |
= 1 |
|
|
|
|
|
|||
выполняются тождественно, и вместо шести |
равенств (8') в каче- |
||||||||||||||||
стве |
условия |
равновесия получаем три равенства |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(10) |
|
|
i-=\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Система |
п а р а л л е л ь н ы х |
с к о л ь з я щ и х |
векто - |
ров. Рассмотрим систему скользящих векторов, у которых линии действия параллельны. В такой системе R также параллелен ее векторам, а вектор М перпсчщикулярен им. Значит, и в этом случае Мг = 0, и подобная система также не может принадлежать первому подклассу.
Если у системы параллельных векторов /?=^0, то онасводится к равнодействующему вектору. В этом случае для нахождения его линии действия надо лишь найти точку О, относи-
360 ПРПЛОЖПНПГ ТЕОРИЯ СИСТЕМ СКОЛЬЗЯЩИХ ВЕКТОРОВ
системы пар одной парой иногда называют сложением пар. Если М = 0, то система уравновешена. Условия равновесия таковы:
|
=•), = 0, 2 > , ( F ; ) = 0, |
%ni:(F,) = 0; |
(14) |
i = 1 |
j = 1 |
г = 1 |
|
остальные три условия равновесия (8') удовлетворяются тождественно.
§5. Применение теории систем скользящих векторов в механике
1.Система сил, приложенных к твердому телу. В качестве первого примера рассмотрим множество векторов, изображающих систему сил, приложенных к твердому телу.
Из физических соображений ясно, что в этом случае добавление и отбрасывание векторного нуля правомерно. В самом деле, две силы, приложенные к твердому телу и образующие векторный нуль, лишь растягивают либо сжимают тело. Они могли бы вызвать деформацию тела (если бы не предполагалось, что оно абсолютно твердо), но заведомо не влияют на его движение. Действительно, с одной стороны, движение центра инерции тела зависит лишь от главного вектора внешних сил, а с другой стороны, в уравнения Эйлера, описывающие движение тела относительно центра инерции, входят главные моменты всех внешних сил. Добавление или отбрасывание двух сил, образующих векторный нуль, не меняет ни главного вектора, ни главного момента системы сил и, следовательно, не отражается на движении тела. Поэтому множество векторов, изображающих любую совокупность сил, приложенных к твердому телу, является системой скользящих векторов, и теоремы, установленные в предыдущем параграфе, могут быть применены к системе сил, приложенных к твердому телу.
Отсюда сразу следует, что любая система сил, действующих на тело, может быть либо уравновешена, либо заменена одной силой — равнодействующей, или парой сил, или, наконец, тремя силами, образующими винт. В этом случае винт называется динамой. Условия, при которых имеет место каждый из этих четырех случаев, указаны в приведенной выше табл. IV.
Анализ условий равновесия (8') при возможных частных расположениях сил (см. конец § 4) составляет предмет геометрической (или элементарной) статики. Эти условия позволяют выяснить, находится ли тело в равновесии под действием заданной совокупности сил, либо, наоборот, предполагая равновесие, найти несколько неизвестных скалярных величин (например, проекций сил, координат точек их приложения и т. д.), если число таких неизвестных величин не превышает числа независимых равенств