Пространственная система сил. (Тема 1.5)

Содержание

Слайд 2

Студент должен: иметь представление: - о пространственных системах сил и их действии на тело.

Студент должен: иметь представление:

- о пространственных системах сил и их действии на

тело.
Слайд 3

Знать: - момент силы относительно оси, свойства момента; - аналитический способ определения равнодействующей; -условия равновесия.

Знать: - момент силы относительно оси, свойства момента; - аналитический способ определения

равнодействующей; -условия равновесия.
Слайд 4

Уметь: -выполнять разложение силы на три взаимно перпендикулярные оси; -определять момент

Уметь: -выполнять разложение силы на три взаимно перпендикулярные оси; -определять момент силы относительно

оси; -определять реакции в опорах и выполнить проверку.
Слайд 5

Пространственная система сил- система сил, линии действия которых расположены в различных плоскостях.

Пространственная система сил-

система сил, линии действия которых расположены в

различных плоскостях.
Слайд 6

1. Пространственная системой сходящихся сил (пространственный пучок сил) Пространственная система сил

1. Пространственная системой сходящихся сил (пространственный пучок сил)
Пространственная система сил называется

сходящейся, если линии действия всех сил системы пересекаются в одной точке.
Слайд 7

Теорема о равнодействующей пространственной ССС. Пространственная система сходящихся сил эквивалентна равнодействующей,

Теорема о равнодействующей пространственной ССС. Пространственная система сходящихся сил эквивалентна равнодействующей,

которая равна векторной сумме этих сил; линия действия равнодействующей проходит через точку пересечения линий действия составляющих сил системы. F∑ =∑Fi
Слайд 8

Способы определения равнодействующей силы пространственной системы сходящихся сил: Силовой многоугольник пространственной

Способы определения равнодействующей силы пространственной системы сходящихся сил:
Силовой многоугольник пространственной

системы сил не лежит в одной плоскости, поэтому геометрический и графический способы нахождения равнодействующей неприемлемы.
Применяется только аналитический способ
( метод проекций).
Слайд 9

Проекция силы на ось в пространстве а) Сила и ось лежат

Проекция силы на ось в пространстве

а) Сила и ось лежат

в одной плоскости
Определение проекций силы на ось, лежащих в одной плоскости, остаются прежними.
Слайд 10

Проекция силы на ось в пространстве б) Сила и ось не

Проекция силы на ось в пространстве

б) Сила и ось не лежат

в одной плоскости
Для определения проекции силы F на ось ОХ, мысленно проводят через начало или конец силы ось О1Х1, параллельную данной оси ОХ, тогда Fx1=F•cosα,
так как Fx1=Fx ,
то Fx=F•cosα,
Слайд 11

Разложение силы по трём осям координат Равнодействующая трёх взаимно перпендикулярных сил

Разложение силы по трём осям координат

Равнодействующая трёх взаимно перпендикулярных сил

равна по модулю и направлена по диагонали параллелепипеда, построенного на этих силах.
F=Fx+Fy+Fz
Слайд 12

Модуль и направление равнодействующей силы : - модуль FƩ FƩ=√Fx2+Fy2+Fz2 =√(∑Xi)2+(∑Yi)2+(∑Zi)2

Модуль и направление равнодействующей силы :

- модуль FƩ
FƩ=√Fx2+Fy2+Fz2 =√(∑Xi)2+(∑Yi)2+(∑Zi)2
-

направление FƩ
Cos(FƩ,X)=Fx/FƩ=∑Xi/FƩ
Cos(FƩ,Y)=Fy/FƩ= ∑Yi/FƩ
Cos(FƩ,Z)=Fz/FƩ= ∑Zi/FƩ
Слайд 13

Аналитическое условие равновесия пространственной ССС Для равновесия пространственной ССС необходимо и

Аналитическое условие равновесия пространственной ССС


Для равновесия пространственной ССС необходимо

и достаточно, чтобы равнодействующая системы, а значит и её проекции на оси координат X,Y и Z были равны 0.
1)∑Fix = ∑Х = 0
FƩ = 0 2)∑Fiy = ∑У = 0
3) ∑Fiz = ∑Z = 0
Слайд 14

2 МОМЕНТ СИЛЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ Момент силы относительно оси равен произведению

2 МОМЕНТ СИЛЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ

Момент силы относительно оси равен произведению

проекции этой силы на плоскость перпендикулярную к данной оси, на плечо.

МZ(F)= М0(FH)= FH l

Плечо силы h(l) относительно оси - это перпендикуляр опущенный из точки пересечения оси с плоскостью, на линию действия проекции

Слайд 15

Правило знаков Момент силы относительно оси будем считать положительным , если

Правило знаков


Момент силы относительно оси будем считать положительным ,

если сила стремится вызвать вращение против часовой стрелки, момент силы считаем отрицательным, если она стремится вызвать вращение по часовой стрелке. При этом необходимо смотреть на плоскость перпендикулярно данной оси с её положительного конца.
Слайд 16

Момент силы относительно оси равен нулю в 2 случаях: 1. Если

Момент силы относительно оси равен нулю в 2 случаях:

1. Если

линия действия силы перпендикулярна оси F1⊥Z , т.к. h(l) = 0
2. Если вектор силы параллелен оси
F2//Z , т.к. FH = 0
Слайд 17

Пример: В червячной передаче червяк передает червячному колесу, укрепленному на валу,

Пример: В червячной передаче червяк передает червячному колесу, укрепленному на валу,

силу F, не лежащую в плоскости, перпендикулярной оси.

Разложим силу F на три взаимно перпендикулярные составляющие :
F1 (окружная сила), вызывает вращательное движение, которое измеряется моментом
Мz(F1)= F1 r
F2 (осевая сила) стремится сдвинуть колесо вдоль оси
Fз (радиальная сила) стремится изогнуть ось колеса

Слайд 18

3. Пространственная система произвольно расположенных сил - это система сил, линии

3. Пространственная система произвольно расположенных сил -

это система сил, линии

действия, которых не лежат в одной плоскости и не пересекаются в одной точке
Слайд 19

Приведение произвольной пространственной системы сил к заданному центру (Аналогично плоской системе

Приведение произвольной пространственной системы сил к заданному центру (Аналогично плоской

системе произвольно расположенных сил – Тема 1.4)


Слайд 20

Приведение произвольной пространственной системы сил к заданному центру Пространственная система произвольно

Приведение произвольной пространственной системы сил к заданному центру


Пространственная

система произвольно расположенных сил в общем случае эквивалентна одной силе, приложенной в центре приведения и одной паре сил
Произвольная пространственная система сил приводится к главному вектору и главному моменту.
Слайд 21

Модуль и направление главного вектора : - модуль FГЛ FГЛ=√Fx2+Fy2+Fz2 =√(∑Xi)2+(∑Yi)2+(∑Zi)2

Модуль и направление главного вектора :

- модуль FГЛ
FГЛ=√Fx2+Fy2+Fz2 =√(∑Xi)2+(∑Yi)2+(∑Zi)2
-

направление FГЛ
Cos(Fгл; x)= ∑Xi/ Fгл
Cos(Fгл; y)= ∑Yi/ Fгл
Cos(Fгл; z)= ∑Zi/ Fгл
Слайд 22

Модуль главного момента : Алгебраическая сумма моментов всех сил системы относительно

Модуль главного момента :

Алгебраическая сумма моментов всех сил системы относительно каждой

оси.
МГЛ = √ (∑МX(Fi))2+(∑МY(Fi))2+ (∑МZ(Fi))2