• 合力

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    合力

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    力學中,凈力是作用在粒子或物體上的力的矢量和。 凈力是一個單一的力,它取代了原始力對粒子運動的影響。 正如牛頓第二運動定律所描述的那樣,它賦予粒子與所有這些實際力相同的加速度

    可以確定與凈力作用點相關的扭矩,以便它在原始力系統下保持物體射流的運動。 它的相關扭矩,凈力,成為合力,并且對物體的旋轉運動具有與所有實際力加在一起相同的效果。 力系統可以定義無扭矩合力。 在這種情況下,合力作用于適當的作用線時,對身體的影響與作用點上的所有力相同。 并非總能找到無扭矩的合力。

    總力

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    力是一個矢量,這意味著它有大小和方向,通常用粗體表示,例如 F 或用符號上的箭頭表示,例如 F → {\displaystyle \scriptstyle {\ 維克 {F}}} 。

    圖形上,力表示為從其作用點 A 到點 B 的線段,該線段定義了力的方向和大小。 AB 段的長度表示力的大小。

    矢量微積分是在 1800 年代末和 1900 年代初開發的。 然而,用于增加力的平行四邊形規則可以追溯到古代,并被伽利略和牛頓明確指出。

    該圖顯示了力 F → 1 {\displaystyle \scriptstyle {\vec {F}}_{1}} 和 F → 2 {\displaystyle \scriptstyle {\vec {F}} _{2}} 。 兩個力的總和 F → {\displaystyle \scriptstyle {\vec {F}}} 繪制為由兩個力定義的平行四邊形的對角線。

    施加到延伸體上的力可以有不同的作用點。 力是約束矢量,只有在同一點施加力時才能相加。 從作用在物體上的所有力獲得的凈力不會保持其運動,除非在同一點施加,并且具有與確定的新施加點相關聯的適當扭矩。 在具有適當扭矩的情況下在單個點上施加在物體上的凈力稱為合力和扭矩。

    力相加的平行四邊形規則

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    力被稱為束縛矢量——這意味著它具有方向、大小和作用點。 定義力的一種簡便方法是通過從點 A 到點 B 的線段。如果我們將這些點的坐標表示為 A = (Ax, Ay, Az) 和 B = (Bx, By, Bz), 那么施加在 A 處的力矢量為

    F = B ? A = ( B x ? A x , B y ? A y , B z ? A z ) 。 {\displaystyle \mathbf {F} =\mathbf {B} -\mathbf {A} =(B_{x}-A_{x},B_{y}-A_{y},B_{z} -A_{z}).}

    矢量 B-A 的長度定義了 F 的大小,由下式給出

    | 女| = ( B x ? A x ) 2 + ( B y ? A y ) 2 + ( B z ? A z ) 2 。 {\displaystyle |\mathbf {F} |={\sqrt {(B_{x}-A_{x}){2}+(B_{y}-A_{y}){2}+(B_ {z}-A_{z}){2}}}.}

    施加在 A 處的兩個力 F1 和 F2 的總和可以根據定義它們的線段總和計算得出。 設 F1 = B?A 和 F2 = D?A,則這兩個向量的和為

    F = F 1 + F 2 = B ? A + D ? A , {\displaystyle \mathbf {F} =\mathbf {F} _{1}+\mathbf {F} _{2}= mathbf {B} -\mathbf {A} +\mathbf {D} -\mathbf {A} ,}

    可以寫成

    F = F 1 + F 2 = 2 ( B + D 2 ? A ) = 2 ( E ? A ) , {\displaystyle \mathbf {F} =\mathbf {F} _{1}+\mathbf {F} _{2}=2({\frac {\mathbf {B} +\mathbf {D} }{2}}-\mathbf {A} )=2(\mathbf {E} -\mathbf {A} ),}

    其中 E 是連接點 B 和 D 的線段 BD 的中點。

    因此,力 F1 和 F2 的總和是連接 A 的線段到連接兩個力的端點 B 和 D 的線段的中點 E 的兩倍。 通過定義分別平行于 AD 和 AB 的線段 BC 和 DC 來完成平行四邊形 ABCD,可以輕松實現該長度的加倍。 這個平行四邊形的對角線 AC 是兩個力矢量的總和。 這被稱為力相加的平行四邊形規則。

    牛頓第二運動定律

    受力平移和旋轉

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    點力

    當一個力作用在一個粒子上時,它被施加到一個點上(粒子體積可以忽略不計):這是一個點力,粒子就是它的作用點。 但是一個擴展物體(物體)上的外力可以施加到它的許多組成粒子上,即可以散布在物體的某個體積或表面上。 然而,確定它對身體的旋轉效果需要我們指定它的應用點(實際上,應用線,如下所述)。 通常通過以下方式解決問題:

    • 通常,力作用的體積或表面相對

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    詞條目錄
    1. 合力
    2. 總力
    3. 力相加的平行四邊形規則
    4. 受力平移和旋轉
    5. 點力

    輕觸這里

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