开放的力
2008-09-10王正东
中学生数理化·教与学 2008年6期
王正东
在自然界不可能用一个同向力约束一个同向力使之处于力平衡,如果能将是很奇妙的事,但我们可以在一个转盘上用顺时针力矩约束一个能对转盘产生顺时针力矩的重物,而且当转盘旋转时重物仍处在原水平线上(类似于同向力约束同向力).我们把这样的力叫做开放的力.
在一个转盘上,重物mg在转盘右侧.如果我们想约束重物,使重物在转盘顺时针旋转时一直处于原水平线上.重物mg提供顺时针力矩,一般的必须要有至少一个外力提供反时针力矩才行.但如果我们找到所有外力都提供顺时针力矩,而使重物mg在转盘顺时针旋转过程中,一直处于原水平线上平移.那么我们就得到一个开放的力.要找到开放的力有二个关键点:一是找到顺时针力矩;二是约束点处的被约束力在转盘顺时针旋转时在力的方向上的位移必须大于或等于0.

如图1,点A(mg)被连杆AB、AC约束在转盘上.点C可以在L0上滑动,点B在O上,连接点都是铰接点,在转盘顺时针旋转过程中,使点A一直在原水平线上平移.曲面CC′是点C的轨迹.重物mg 提供顺时针力矩,曲面CC′提供反时针力矩.图1能够保持力平衡.f1*|OC|= f2*|OB|.
如图2,点A(mg)被杆AB、AC约束在转盘上.点A在转盘右侧,点A在点M的左侧,B、C、D、E可以在L1上滑动,点M、N在圆上,L1一直保持水平线状态.连杆BE连接点B、E,连杆CD连接点C、D,连杆EG连接点E、G,连杆DN连接点D、N,连接点都是铰接点,点M被固定住,点G被固定住.如图3也能够保持力平衡.∠1=∠2=∠3=∠4=π/6.点W在圆O上,点N在连杆L2上,点U在L3上,点V在L1上,UV∥=WM,点X在……
登录APP查看全文
