Пара сил и ее действие на тело

Пара сил и моменты сил

Две равные и параллельные силы, направленные в противоположные стороны и не лежащие на одной прямой, называются парой сил. Примером такой системы сил могут служить усилия, предаваемые руками шофера на рулевое колесо автомобиля. Пара сил имеет очень большое значение в практике. Именно поэтому свойства пары как специфической меры механического взаимодействия тел изучается отдельно. Сумма проекций сил пары на любую ось равна нулю (рис. 11, а), т.е. пара сил не имеет равнодействующей. Несмотря на это тело под действием пары сил не находится в равновесии.

Рис. 11

Действие пары сил на твердое тело, как показывает опыт, состоит в том, что она стремится вращать это тело. Способность пары сил производить вращение определяется моментом пары, равным произведению силы на кратчайшее расстояние (взятое по перпендикуляру к силам) между линиями действия сил. Обозначим момент пары М, а кратчайшее расстояние между силами а, тогда абсолютная величина момента (рис. 11, а и б ) равна

M = -Pa =- P ^' a

M = Qa =Q’a

Кратчайшее расстояние между линиями действия сил называется плечом пары, поэтому можно сказать, что момент пары сил по абсолютной величине равен произведению одной из сил на ее плечо.

Эффект действия пары сил полностью определяется ее моментом. Поэтому пару сил можно изображать дугообразной стрелкой, указывающей направление вращения. Так как пара сил не имеет равнодействующей, ее нельзя уравновесить одной силой. Момент пары в системе СИ измеряется в ньютонометрах (Н·м) или в единицах, кратных ньютонометру: кН·м, МН·м и т.д. В технической системе единиц момент пары сил измеряется в килограмм-сила-метрах (кгс·м) или в единицах, кратных килограмм-сила-метру: тс·м, а также в дольных единицах: кгс·см и т.д.

Правило знаков моментов: Момент пары сил будем считать положительным, если пара стремится повернуть тело по направлению против хода часовой стрелки (рис.11, б), и отрицательным, если пара стремится вращать тело по ходу часовой стрелки (рис.11, а). Принятое правило знаков для моментов пар условно: можно было бы принять и противоположное правило.

Дата добавления: 2014-01-07