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力的平移定理講解

圖文 更新时间:2024-08-15 18:01:07

當我們用絲錐攻螺紋時,一般采用的方法是兩手在把手兩邊用力,就是攻螺絲時用外加力偶。

如果當我們用單手操作,隻在把手一端處加上力,絲錐就容易折斷,而兩手把柄兩端用力,就不易折斷絲錐。這是什麼原因呢?

假設距絲錐中心O點距離為L的手柄一端A點作用着一力F,現在在中心處加上一對平衡力F'和F",方向相反,這裡F=F'=-F",這樣力F、F'、F"與原力F等效。但此時A點的力F與O點的力F"卻構成一個力偶,順時針為負,其值為M=-FL,同時還有一個力F'作用于O點,力偶矩M使絲錐旋轉,力F'對絲錐O點産生了壓力,壓緊螺栓,因此,可能使絲錐容易折斷。

因此,原作用于A點的一個力F可以換成一個作用于O點的力F'(F'∥F)及一力偶(F"與F相距為L,組成一個力偶,力偶矩大小與矩心位置無關,力矩大小才與矩心位置有關)與之等效。這個力偶的力偶矩等于原力F對O點的力矩。即是說,作用于A點的力可以平移到O點,但必須增加一個附加力偶,才能做到與原力對物體的作用效果外在效果等效。這個等效關系稱為力的平移原理。

力的平移原理說明:雖然一個力與一個力偶不可能等效,一個力加上一個力偶,則可以做到與另一個力等效的結果。值得注意的是,這裡說的等效是指運動效果(外效應)等效,對物體變形效果(内應力應變效應)則是不同的。

土建工程中的偏心受壓柱就可根據力的平移原理,把偏離柱子軸線的力P平移到柱子軸線的O點上,此時應附加一力偶,才能與偏心受壓力等效,其力偶矩為M=M。(P)=-Pe(負号表示順時針轉動) ,其中e稱為偏心距。

力的平移定理講解(力的平移原理及外效)1

偏心力的平移外加附加力偶

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