Проте, різниця для різних точок земної поверхні невелике і тому ми поки не будемо приймати його до уваги. p> До останнього часу сила, рівна 1 кГ, широко застосовувалася в техніці як одиниця сили. В даний час рекомендованої одиницею сили як у фізиці, так і в техніці є прийнята в системі СІ одиниця сили, приблизно в десять разів менша сили в 1 кг. p> Сили, що діють при безпосередньому зіткненні, діють по всій дотичної поверхні тіл. Наприклад, молоток, ударяющий по капелюшку цвяха, діє на всю капелюшок. Але якщо площа зіткнення тіл мала, то можна вважати, що сила діє тільки на одну точку тіла. Наприклад, можна вважати, що нитка, за яку тягнуть візок, діє на візок тільки в точці, де вона прив'язана до візка. Ця точка називається точкою прикладання сили. p> Спочатку ми будемо розглядати тільки такі випадки, коли можна вказати точку прикладання сили. Такі сили ми будемо зображати направленими відрізками, початок яких лежить в точці прикладання сили, напрямок збігається з напрямком сили, а величина зображує в деякому масштабі величину сили. Наприклад, на рис. 3.5. стрілка показує силу, що діє з боку мотузки на санки [4].
Якщо на дане тіло діє одночасно декілька сил, то їх дію на рух тіла можна замінити дією однієї сили). Таку заміну називають складанням сил. Дані сили називають слагающими або складовими, а заменяющую їх силу - їх сумою або рівнодіючої. Правила додавання сил встановлюються з досвіду. Рівнодіюча врівноваження сил, наприклад двох сил, рівних за величиною і протилежних за напрямом, дорівнює нулю. p> Зауважимо, що рівнодіюча замінює дію кількох сил тільки по відношенню до руху тіла в цілому: рівнодіюча сила повідомить тілу те ж прискорення, що і всі складові, що діють на тіло одночасно, а сила, урівноважує рівнодіючу, врівноважить одночасна дія всіх складових. Але, звичайно, рівнодіюча не замінить дії складових в інших відносинах. Досить вказати такий приклад: растянем пружину двома руками. Сили, що діють на пружину, рівні і прямо протилежні, і, значить, їх рівнодіюча дорівнює нулю: дійсно, пружина в цілому залишається в спокої. Однак, якщо б на пружину взагалі не діяли ніякі сили, рівнодіюча і раніше дорівнювала б нулю, але пружина б не була розтягнута. p> Замість того, щоб шукати рівнодіючу, можна шукати силу, врівноважуючу дані сили при їх одночасній дії на тіло; рівнодіюча дорівнює врівноважує силі і протилежна їй за напрямком.
Основні закони механіки - другий і третій закони Ньютона - підсумовують в собі можливість вирішення будь-якої механічної завдання. У наступних параграфах ми побачимо, що застосування законів Ньютона до вирішення завдань часто можна полегшити, застосовуючи наступний висновок з другого закону. p> Якщо сила не залишається постійною, то формула застосовна тільки для таких малих проміжків часу, за які сила не встигає ще помітно змінитися ні за величиною, ні за напрямком. При великому зміні сили формулою також можна користуватися, але в якості/слід тоді брати середнє значення сили за розглянутий проміжок часу. p> У разі прямолінійного руху тіла формулу можна написати в скалярному вигляді: mv - mv0 = ft.
У цій формулі, як звичайно, різні знаки величин v, v0 і f будуть позначати протилежні напрямки швидкостей і сил.
Отже, для рівноваги тіла, закріпленого на осі, істотна не сама величина сили, а твір проекції сили на напрям, перпендикулярний до радіуса, проведеному до точки прикладання сили, на відстань цієї точки від осі. Це твір будемо називати моментом сили відносно даної осі або просто моментом сили (рис. 3.5.). Моменти різних сил, прикладених до однієї точки, рівні, якщо рівні проекції цих сил на напрям, перпендикулярний до радіуса даної точки. br/>В
Рис. 3.5 .. Момент сили F paвен твору її проекції F 'на відстань r
В
Рис. 3.6. Сили F, F1, F2 і F3 мають однакові моменти отноcітельно осі Про
Домовимося вважати момент сили позитивним, якщо ця сила, діючи окремо, обертала б тіло за годинниковою стрілкою, і негативним у протилежному випадку (при цьому потрібно наперед домовитися, з якого боку ми будемо дивитися на тіло). Наприклад, згідно рис. 3.5., Силам F1 і F2 слід приписати позитивний момент, а силі F3 - негативний. p> Моменту сили можна дати ще й інше визначення. Момент сили F на рис. 3.6. є M = rF '. Опустимо перпендикуляр d з точки О на напрям сили. Прямокутні трикутники на кресленні подібні, бо їх відповідні кути рівні. Отже. br/>В
Рис. 3.5. Моменти сил F1 і F2 позитивні, момент сили F3 від'ємний. br/>В
Рис. 3.6. Момент сили можна виразити через силу і плече сили, M = Fd. br/>
Отже, M = Fd, тобто момент сили дорівнює добутку сили F на довжину перпендикуляра d, опущеного з осі на напрям сили.
Довжину перпендикуляра, опущеного з осі на напрям сили, називають плечем сили. Значить, момент сили дорівнює добутку величини сили на плече сили. Ясно, що перенесення точки прикладання сили вздовж її напрямки не змінює її моменту. Якщо напрям...
