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  • 1 # 使用者6683425040363

    在物理上,有些時候,受力分析之後會發現,一個物體不單單受一個力,會受n(n>=2)個力。同時這些力可能不在一條直線上。

    各種樣子,奇形怪狀,反正只有你想不到的,沒有一個物體沒法組合的受力方式。

    如果要計算力的大小和方向怎麼辦呢?

    可以利用數學中的三角函式來求。

    以上圖為例子。我們會發現,這個物體受重力和垂直斜劈向上的支援力。

    我們現假設以求物體所受合力及其方向為所求。

    正交分解。分解到什麼方向?

    是分解到平行於斜劈和垂直於斜劈還是平行於地面和平行於地面?這是一個選擇。

    因為不同的分解方式都能得到相同的結果,但是如何讓運算更加簡便和快捷,才是我們要選的一個基本考量。我們經過分解會發現,沿著平行和垂直斜劈的方向分解之後有3個力;而沿著垂直和水平方向分解卻有四個力。所以為了方便運算,我們沿著垂直和平行斜劈方向分解已知力:重力和支援力。

    2.在分方向上算出相應的“合力”大小。

    此時會發現,平行於斜劈方向上只有一個力:mgsinΔ,他就是這個方向上的“合力”。而垂直斜劈方向上有兩個力,一個是mgcosΔ,另一個是F,由於不知道兩個力的大小,我們姑且用F(合1)=|mgcosΔ-F|

    3.最後把各個分方向上的“合力”再總和,得到最後的合力。

    F(總合力)=√((mgsinΔ)²+(F(合1))²)

    方向:在說明方向的時候,可以標註是“和xxx方向上的夾角的三角函式值為xxx”

    例如F(總合力)與平行於斜劈方向的夾角的正切值為:tan(F(合1)/mgsinΔ)

    由此,就可以得出相應的力的方向和大小。

    打字好累,希望有個贊 。

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