Ответ #1:
Если на столе стоит груз, то на него действует сила реакции опоры, не позволяющая грузу упасть. Сила реакции опоры возникает из-за упругой деформации стола. Однако, во многих случаях эта деформация очень мала. Это дает возможность ввести понятие абсолютно твердого тела – тела, чьи размеры и форма не меняются ни при каких взаимодействиях. Т.е., иначе говоря, деформацией этого тела под действием любой силы можно пренебречь.
Если на абсолютно твердое тело действует сила, приложенная в некоторой точке, то прямая, проходящая через эту точку параллельно вектору силы, называется линией действия силы. При перемещении точки приложения силы вдоль линии действия этой силы действие на твердое тело не меняется.
Т.е., твердое тело не замечает разницы между равными по величине силами, линии действия которых совпадают.
Равнодействующей сил, действующих на абсолютно твердое тело, называется сила, действие которой эквивалентно действию всех этих сил. Если на абсолютно твердое тело действуют две непараллельные силы, приложенные в разных точках, то равнодействующая этих сил равна их векторной сумме и приложена в точке, лежащей на пересечении линий действия этих сил. В случае, когда сил три и более, необходимо последовательно находить сначала равнодействующую любых двух сил, затем равнодействующую полученной силы с третьей и т.д.
Если тело покоится, то говорят, что оно находится в равновесии. Для того чтобы тело находилось в равновесии, необходимо, чтобы равнодействующая всех сил, действующих на него, равнялась нулю.
Помимо нахождения равнодействующей силы, часто бывает необходимо, наоборот, разложить силу на составляющие, т.е., найти силы, равнодействующей которых была бы данная сила. Для того чтобы разложить силу на две составляющие, направленные вдоль прямых, лежащих в одной плоскости с
, необходимо провести линии параллельно этим прямым через конец вектора силы, как показано на следующем рисунке.
Силы и
на этом рисунке по правилу параллелограмма в сумме дадут силу
, т.е. являются искомыми силами.
Пример-задача
На пластину, изготовленную в виде прямоугольного треугольника, действуют 3 силы, приложенные к вершинам, как показано на следующем рисунке.
Чему равна сила , если пластина находится в равновесии и
?
Дано:
Найти:
Решение:
Так как пластина в равновесии, то равнодействующая всех сил равна нулю.
Найдем сначала равнодействующую сил и
. Точка приложения ее будет лежать в вершине С треугольника, а сама она будет равна
Так как направления сил и
перпендикулярны, модуль их равнодействующей по теореме Пифагора равняется
,
а угол между направлением вектора и катетом BC
Равнодействующая всех трех сил
Отсюда
Таким образом, модуль силы
,
а угол между направлением и катетом ВС
Ответ:F1 = 28 Н, направление составляет 225° к катету BC.