
【化】 system of parallel forces
of equal rank; parallel; parallelism; range; simultaneous
【電】 parallel
【化】 system of forces
平行力系(System of Parallel Forces)是理論力學和工程力學中的一個基本概念,指作用在同一個物體上的一組力,這些力的作用線(即力的方向線)互相平行。這種力系在結構分析、機械設計等領域極為常見。
英文對應術語:System of Parallel Forces
特點: 各力方向相同或相反,但永不相交。
合力計算
若所有力方向相同,合力大小為各力代數和,方向與分力相同;若存在反向力,需進行矢量疊加。
公式表達:
$$ R = sum_{i=1}^{n} F_i $$
其中 ( R ) 為合力,( F_i ) 為第 ( i ) 個分力。
合力作用點定位
平行力系的合力作用點可通過力矩定理确定。以平面力系為例:
$$ x_c = frac{sum (F_i cdot x_i)}{R}, quad y_c = frac{sum (F_i cdot y_i)}{R} $$
( (x_c, y_c) ) 為合力作用點坐标,( (x_i, y_i) ) 為各力作用點坐标。
力偶矩的存在
當合外力為零但合力矩非零時,平行力系等效于一個力偶,導緻物體純旋轉。
第8章詳細讨論力系簡化方法,包含平行力系的合成與平衡條件。
Chapter 2 "Force Systems" 系統闡述平行力系的矢量運算規則(Wiley出版社)。
第4章 "力系的簡化" 提供平行力系簡化實例及工程應用。
注:因未搜索到可直接引用的線上資源,參考文獻以經典教材為主,建議通過高校圖書館或出版社官網獲取完整内容。
平行力系是力學中的一個基本概念,指作用在物體上的一組力,其作用線(即力的方向線)互相平行。以下從定義、特點、平衡條件及應用等方面詳細解釋:
定義
平行力系由多個力組成,這些力的作用線彼此平行,方向可以相同或相反。例如,多個垂直向下作用于物體的重力,或水平方向上的多個推力,均屬于平行力系。
分類
簡化與合成
平行力系可簡化為一個合力和一個合力偶:
平衡條件
當物體處于靜止或勻速運動時,平行力系滿足:
工程結構
如橋梁承受的車輛荷載、樓闆承受的均布荷載,均需按平行力系分析總力及力矩分布,确保結構穩定。
機械設計
起重機吊臂受多個平行拉力作用時,需計算合力作用點,防止傾覆。
日常生活
兩人用扁擔擡重物時,重物重力與肩膀支撐力構成平行力系,需調整位置使力矩平衡(扁擔水平)。
平行力系的核心在于分析力的合成與平衡條件,通過計算合力和力矩分布,可解決工程、物理中的實際問題。其特點是方向單一,簡化計算的同時需特别注意力矩的影響。
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