schoolФизика
verifiedРешено AI
Решение задачи: Главный момент системы сил
help_outlineУсловие задачи
lightbulbКраткий ответ
Главный момент системы сил относительно точки A складывается из момента пары сил F1, F'1 и момента силы F2. В данном случае, модуль главного момента равен сумме моментов пары сил и силы F2 относительно точки A.
Подробное решение
Дано:
\(a = 1,5\) м
\(F_2 = 50\) Н
\(F_1 = F'_1 = 4,7\) Н
Центр приведения — вершина \(A\).
Найти: \(M_A\) — модуль главного момента.
Решение:
Главный момент системы сил относительно точки \(A\) складывается из момента пары сил \(\vec{F_1}, \vec{F'_1}\) и момента силы \(\vec{F_2}\) относительно этой точки.
1. Момент пары сил \(\vec{F_1}, \vec{F'_1}\):
Пара сил лежит в плоскости передней грани куба (плоскость \(xz\)). Плечо этой пары равно ребру куба \(a\). Вектор момента пары сил \(\vec{m}\) направлен перпендикулярно плоскости действия пары, то есть вдоль оси \(y\).
\[m = F_1 \cdot a\]
\[m = 4,7 \cdot 1,5 = 7,05 \text{ Н}\cdot\text{м}\]
Так как вектор направлен вдоль оси \(y\), его проекции: \(m_x = 0\), \(m_y = 7,05\), \(m_z = 0\).
2. Момент силы \(\vec{F_2}\) относительно точки \(A\):
Сила \(\vec{F_2}\) направлена вдоль диагонали верхней грани куба. Линия действия силы \(\vec{F_2}\) проходит через точку \(A\).
Согласно свойствам момента силы: если линия действия силы проходит через точку, то момент этой силы относительно данной точки равен нулю.
\[\vec{M_A}(\vec{F_2}) = 0\]
3. Главный момент системы сил в точке \(A\):
Главный момент равен векторной сумме моментов всех сил и пар сил.
\[\vec{M_A} = \vec{m} + \vec{M_A}(\vec{F_2}) = \vec{m}\]
Следовательно, модуль главного момента равен модулю момента пары сил:
\[M_A = m = 7,05 \text{ Н}\cdot\text{м}\]
Ответ: \(M_A = 7,05\) Н\(\cdot\)м.