
【化】 system of concurrent forces
共點力系(Concurrent Force System)是指作用線相交于同一點的多個力所組成的力學系統,其英文術語在工程力學中常表述為"coplanar concurrent forces"或"concurrent force system"。這類力系的核心特征在于所有力的作用線或延長線交彙于一個公共點,該特性使得其合力的計算可采用矢量疊加原理:$vec{R} = sum_{i=1}^{n} vec{F_i}$,其中$vec{R}$代表合力矢量。
在靜力學分析中,共點力系的平衡條件要求各力矢量之和為零,即滿足$sumvec{F} = 0$的平衡方程。該條件可分解為直角坐标系下的分量方程:$sum F_x = 0$ 和 $sum F_y = 0$。根據清華大學工程力學系《基礎力學教程》,這一平衡條件在橋梁桁架計算、起重機吊臂受力分析等工程場景中具有重要應用價值。
值得關注的是,美國機械工程師學會(ASME)發布的《工程力學綱要》特别指出,處理三維共點力系時需額外增加z軸方向的分量平衡方程,此時平衡方程擴展為$sum F_z = 0$。這種力系模型在航天器姿态控制推進器布局設計、建築穹頂節點受力分析等現代工程領域發揮着關鍵作用。
共點力系是力學中的一個基本概念,指多個力的作用線相交于同一點(或作用點相同)的力系。以下是詳細解釋:
定義與特點
合成與分解
平衡條件
與平行力系的區别
擴展:在工程和建築設計中,共點力系分析常用于簡化複雜結構的受力模型,例如屋頂桁架節點的靜力學計算。
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