变化方向的力能否微分成固定方向的力来计算力矩?力矩的公式:M-查字典问答网
分类选择

来自沈维蕾的问题

  变化方向的力能否微分成固定方向的力来计算力矩?力矩的公式:M=rxF(r跟F都是带方向的),而在刚体转轴运动中……一根匀质木棒绕中点旋转……其中匀质木棒可看成质点的集合∫dm……木

  变化方向的力能否微分成固定方向的力来计算力矩?

  力矩的公式:M=rxF(r跟F都是带方向的),而在刚体转轴运动中……一根匀质木棒绕中点旋转……其中匀质木棒可看成质点的集合∫dm……木棒与平面有摩擦力……因为是转轴运动……所以摩擦力的方向应该是不断变化的……而由于每一质点的力臂都是不同的……所以摩擦力矩的大小不能用M=Fd来解……只能采用M=rxF……木棒的初始位置在x方向上……取木棒上的一个质点……此小质点的摩擦力为df=kdmg(k为摩擦系数,dmg为该质点所受正压力,大小跟重力相等,df为每一小质点所受摩擦力大小)由于木棒可以看成一维质量分布……dm又可以表示为dm=λdx(λ为线密度系数)……则每一质点的力矩为:dMf=xdf=xkλdxg……(x相当于M=rxF中的r,因为在x方向,所以用x表示),对每一小质点的力矩进行积分后即可得到总的摩擦力的力矩……问题是……公式M=rxF的每一个量都是矢量力……摩擦力作为一个方向不断变化的力……是否能微分成固定方向的力来计算它的力矩?

3回答
2020-11-13 14:03
我要回答
请先登录
舒文杰

  省略号太多了!你应该把问题详细地表述出来.如果我理解没错的话,你是考虑一根木板在平面上绕某个轴转动的摩擦力?你把木板分成很多小部分,计算每一部分力矩,然后积分,这原则上是可以的.但是看起来你并不了解M=rxF的意...

2020-11-13 14:08:04
沈维蕾

  如果我用±号表示力矩的方向……是不是就可以不去考虑r跟F的具体方向?因为他俩相乘得出的方向肯定是力矩方向……所以他们不是正的就是负的……那么计算的时候……里面的量就只是标量……得出的结果就只是力的大小?力矩确实是个矢量……但这题没法用M=Frsinφ……就算力的大小可以确定……但力臂无法确定……如果只是单个质点……力臂确实可以确定……但木棒上有无数多个质点……他们所受力的作用线到转轴的垂直距离都是不同的

2020-11-13 14:11:07
舒文杰

  抱歉我没看到一个关键的条件“一根匀质木棒绕中点旋转”,这样的话r与F永远垂直,φ=90度,这样确实数值上dM=rgλ*dm,然后只要对木棒上每一点积分起来即可。“问题是……公式M=rxF的每一个量都是矢量力……摩擦力作为一个方向不断变化的力……是否能微分成固定方向的力来计算它的力矩?”是的,摩擦力在变化,可是因为r总是与F在一个平面上,所以导致rxF方向总是一致的,因此在数值上求和就可以了(力矩方向为垂直与r与F的方向,并且满足右手法则,从r握向F)。所以不难求得dM的积分=2*gxλ*1/2*(L^2/4-0)=mgλL/4(第一个2表示对木棒中点两端积分对力矩是相等的,1/2是rdr积分出来r^2系数),其中x为木棒线密度,L为长度。

2020-11-13 14:11:54

最新问答

推荐文章

猜你喜欢

附近的人在看

推荐阅读

拓展阅读

  • 大家都在看
  • 小编推荐
  • 猜你喜欢
  •