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二、一般力系的简化
I. 几个力系的概念
平面力系:若各力的作用线在同一平面内,则该力系称为平面力系。
平面汇交力系:平面力系中,若各力的作用线汇交于一点,则该力系称为平面汇交力系。
平面平行力系:平面力系中,若各力的作用线相互平行,则该力系称为平面平行力系。
平面任意力系:平面力系中,若各力的作用线任意分布,则该力系称为平面任意力系(平面一般力系)。
空间力系:若各力的作用线不在同一平面内,则该力系称为空间力系。
空间汇交力系:空间力系中,若各力的作用线汇交于一点,则该力系称为空间汇交力系。
空间平行力系:空间力系中,若各力的作用线相互平行,则该力系称为空间平行力系。
空间任意力系:空间力系中,若各力的作用线任意分布,则该力系称为空间任意力系(空间一般力系)。
II. 平面一般力系的简化
力在坐标轴上的投影
如图2-13所示,在力F作用线所在平面内任取直角标系Oxy,过力F的两端点A和B分别x,y轴作垂线,得垂足a,b及a′、b′,带有正负号的线段a b与a′b′分别称为力F在x,y轴上的投影,记作Fx,Fy。
力在轴上的投影是代数量,其正负号的规定为:从始端A的投影a(或a′)到末端B的投影b(或b′)的指向与坐标轴的正向相同时,投影为正,反之为负。显然,除了图2-13b中的Fy为负值外,两图中其余各投影均为正值。
投影的值与力的大小及方向有关,若已知力F与x轴所夹的锐角为 ,则该力在x和y轴上的投影分别为
两种特殊情况:
(1)当力与轴垂直时,力在该轴上投影为零。
(2)当力与轴平行时,力在该轴上投影的绝对值等于该力的大小。
若已知力F在坐标轴上的投影 和 ,亦可求出该力的大小和方向角
式中:--力F与z轴所夹的锐角,力F所在象限由Fx,Fy的正负号决定。