1.力坐标的建立
设在物体的某点O作用一力F,并选取坐标轴x与y,如图3-14所示。自力F的两端分别向x、y轴作垂线。Oa称力F在 x轴上的投影,记为FX;Ob称力F在 y轴上的投影,记为FY。
图3-14 力在坐标上的投影
(a)与坐标轴同向;(b)与坐标轴反向
2.力投影的方向
一般规定力的起端到末端的投影方向与坐标轴的正向相同时,投影为正,反之为负。如图3-14(a)、(b)所示。
3.力在坐标轴上的投影的代数量
当力与坐标轴垂直时,力在该轴上的投影为零;当力与坐标轴平行时,力的投影的绝对值等于力本身的大小。
4.合力投影定理
指合力在某一轴上的投影,等于力系中各力在同一轴上的投影的代数和。
例3-4 在三脚架ABC的销B上悬挂一重G=1000N的物体,如不计杆AB、BC的自重,已知α=45°,β=30°,试求杆AB和BC所受的力。
解:为了求出三脚架中杆AB和BC所受的力,可取销B为研究对象。销B受到三个汇交力的作用,如图3-15所示。
(1)已知力G;
图3-15 销B点受力分析(www.daowen.com)
(2)杆AB和BC为二力杆,其反力F1和F2沿着杆的轴线,杆AB受拉,杆BC受压。
取直角坐标系:由平面汇交力系的平衡方程得
根据作用与反作用定律,杆AB和BC所受的力为:杆AB受拉力F1=513N,杆BC受压力F2=732N。
例3-5 物体重力 Q=2×104N,利用绞车和绕过定滑轮B的绳子吊起物体,如图3-16(a)。滑轮由两端铰链的钢杆AB和BC支持,杆和滑轮的重量均可不计。试求钢杆AB和BC所受的力。
图3-16 滑轮B点受力分析
解:(1)求钢杆AB和BC所受的力,取B为研究对象。
(2)滑轮的受力分析:如图3-16(b)所示,滑轮受两边绳子的拉力F和物体重力Q的作用,因不计滑轮的摩擦,F=Q=2×104N,杆AB和BC的反力F1和F2的方向都是沿该杆两端铰链中心的连线,假定这两个力都是压力,即假定两杆本身都受压。
(3)取坐标轴,写出滑轮的平衡方程并求解。
所以
所以
F1=2×104sin30°-F2cos30°=-5.45×104N
F1为负值,这表示力F1的实际指向与假定的指向相反,即杆AB实际上受拉力。
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