Тема 2. Плоская система сходящихся сил § 2.1. Сила и её векторное изображение.

Меру действия одного тела на другое, в результате которого происходит изменение движение тела, называют силой.

Сила есть результат взаимодействия тел – без взаимодействия тел сил быть не может.

В зависимости от условий взаимодействия тел возникают различные силы. При быстром соприкосновении получается сила удара, при взаимном скольжении или перекатывании – сила трения.

Сила – величина векторная. Действие силы характеризуется: модулем (величиной), направлением и точкой приложения.

В статике применяется векторное изображение сил.

Вектор – это отрезок прямой определённой длины и положения, имеющий стрелку на одном конце. Длина вектора в принятом масштабе определяет численную величину (модуль) силы, положение вектора – линию действия силы (прямая, совпадающая с направлением силы), а начало или конец вектора – точку приложения силы.

Силы по величине равны между собой , но действия этих сил на тело различные, так как они имеют различные точки приложения силы и направления действия силы (рис.2.1).

Модуль или численное значение силы в СИ измеряется в ньютонах – Н. Более крупные единицы измерения:

1килоньютон – 1кН = 10³ Н;

1 меганьютон – 1МН = 10⁶ Н.

Измерение силы в технической системе (МКГС) применяется килограмм-сила (кГс).

1 кГс ≈ 9,81; Н ≈ 10 Н или 1 Н ≈ 0,102≈0,1 кГс.

Рис.2.1

Различают два рода величин: векторные и скалярные. Если при определении данной величины приходится принимать во внимание не только её численное значение, но также и её направление, то такая величина называется векторной. Если в характеристике данной величины направление не играет никакой роли, то эта величина называется скалярной. Примерами скалярных величин могут служить объём и площадь тела, температура, время, масса, плотность, масса, длина и т.д.

§ 2.2. Сложение сходящихся сил. Равнодействующая плоской системы сходящихся сил

Если линии действия всех сил расположены в одной плоскости и пересекаются в одной точке, то они образуют плоскую систему сходящихся сил.

В сякую систему сходящихся сил можно заменить системой сил, приложенных в одной точке. На твёрдое тело (рис.6) действуют две силы и приложенных в точках А и В (рис.6, а) линии действия, которых пересекаются в точке О.

Силы, действующие на абсолютно твёрдое тело, можно переносить вдоль линии их действия, действие этих сил на тело не измениться. Перенесём силы и из точек А и В в точку О, получили систему сил, приложенных в одной точке (рис.2.2, b).

Рис.2.2

Сложение двух сходящихся сил, т. е. сил, линии, действия которых пересекаются в одной точке, производится по правилу параллелограмма (рис.2.2, c) или построением силового треугольника (рис.2.2, d).

Данную систему сил можно заменить одной силой, оказывающей такое же действие, что и заменяемая система сил.

Силу, производящую равноценное действие системы (рис.2.2,с,d) сил, называют равнодействующей силой R.

Равнодействующая системы двух сходящихся сил определяется несколькими способами:

• геометрическим (графическим) сложением их векторов или по правилу параллелограмма или построением силового треугольника;

• графоаналитическим;

• аналитическим (методом проекций).