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  • 1 # 科學薈萃

    先說明,你的懷疑是有道理的。因為拉力和摩擦力確實不是共點力,因此它們不是一對平衡力;木塊也不是二力平衡物體,實際上木塊是多個力(力系)導致的平衡。當兩個力互相平衡時,需要滿足什麼條件?

    作用在同一物體上的兩個力,大小相等,方向相反,作用在同一直線上。

    因此木塊不是二力平衡構件。

    當力系平衡時,需要滿足什麼條件呢?

    在高中物理裡面,我們的研究物件一般假設為質點,所以合力為零就平衡了。

    在大學理論力學裡面我們進一步發現,如果不是質點,那麼力系平衡的條件:

    ①合力為零。(運動)

    ②合力矩為零。(轉動)

    回想一下高中的物理知識,質點這個模型,是沒有大小和形狀的,所以無所謂轉動。

    理解該問題原理,關鍵是掌握力矩這個概念。

    上圖中摩擦力f作用點大致在紅色圓圈處,而不是在正中間,因此支援力也會左移,如上圖所示。

    上圖中木塊勻速直線運動,拉力F和摩擦力f不共線,但是大小相等,所以合力為零,但是形成一個附加的逆時針方向的力矩,M1=F*d1。其中,d1為二力之間的距離(力臂)。

    同理。

    重力G和支援力N不共線,但是大小相等,所以合力為零,但是形成一個附加的順時針方向的力矩,M2=G*d2。其中,d2為二力之間的距離(力臂)。

    上述一定滿足M1=M2,即轉動平衡。

    綜上所述,你現在應該明白了有形狀和大小的物體,平衡條件:

    上式即是平面一般力系平衡的充要條件。

    木塊的受力情況滿足全部上述條件,因此是平衡力系。

  • 2 # 癲濟哥

    我們初高中物理講力學,首先講到地是質點,這個主要是便於理解和計算。現實中,質點是很難定性在物體的確定位置,如題,摩擦力的質點在哪裡?顯然是與地面相接觸的面上的所有原子共同的結果。另一方向的拉力,也不是隻是直線上的原子起作用。但是,我們在做題時,雖然明明知道不在一條直線上,但由於木塊是剛體,我們近似地認為就在一條直線上。如果死扣定義,你發現初高中物理很多是錯誤的。

  • 3 # bapldp

    叫力合成,正壓力乘摩擦係數,等於摩擦力,摩擦有動摩擦係數和靜摩擦係數,力平衡,等於F=-F,這些知識來源高中物理本人這有小學,沒讀高中,不過這些最基礎知識。本人有個問題可能世界讓沒能回答,問題是,在什麼情況下F-F=1成立,,哈哈哈,說白了牛頓定律F一F=零,而答案是1,你們找一找,本人說的答案可能成立。考考你們。哈哈哈,要答案不要找我,有本領自己找。這個1,0∞1∞無限。哈哈哈

  • 4 # 力學Nerd王小胖

    物體平衡的條件是合力和合力矩都為零,而不是隻有合力的平衡。本題中,木塊能夠平衡在於地面的支撐力不是我們所想的那樣均勻分佈。下面,我就來詳細分析一下。

    1、問題分析

    如下圖所示,物體的受力有四個,拉力F、摩擦力Fs、重力G和支撐力Fn。其中支撐力Fn是集中簡化後的樣子。很顯然,物體在水平和豎直兩個方向的力都可以平衡,即:G=Fn,F=Fs。但是,這四個力並不共點,那麼這種不共點的力系是如何平衡的呢?

    2、力系的分類

    為了弄清楚這個問題,首先需要知道力系可以根據其受力特徵分為以下三類:

    匯交力系(平面、空間)所謂匯交力系,就是指共點力系,物體上所有的力都相交於同一個點。

    力偶系(平面、空間)力偶系是一種特殊的力系,它是由兩個平行不共線,等值方向的兩個力構成。

    任意力系(平面、空間)除了匯交系和力偶系,剩下的就是任意力系,也就是意味著物體上的力完全沒有規律。

    3、力系的平衡條件

    物體的平衡條件只有一種表示式,如下圖。即:合力為零,同時合力矩也為零。合力為零表示物體不會移動,合力矩為零表示物體不會旋轉。

    針對上述三種力系,匯交系的平衡方程僅剩合力為零,力偶系的平衡方程僅剩合力矩為零,而任意力系則是全部保留。

    4、非共點力的平衡——任意力系

    題中,木塊的受力,是典型的任意力系。它的平衡方程包含上圖兩組。在平面問題的前提下,這兩組方程可以變成3個,通常情況下兩力一矩。力是平衡的,這一點學過物理的都知道。但是力矩平衡從何而來呢?

    如上圖所示,由於外力作用在物體的有上端,那麼在這個外力的作用下,物體必然有左圖黃線方向的旋轉趨勢。但是,實際物體並沒有真的發生旋轉,那麼必然是存在著與之抗衡的反向力矩。這個力矩就來自於地面的支撐力。

    原來,地面的支撐力並不是均勻分佈的,而是圖示的右大左小,圖示已假設線性分佈。這種非均布載荷的合力顯然是靠近大的一側,由此相對於質心,形成了一個反向的力矩,平衡掉外力F產生的力矩。

    5、總結

    相信我已經非常詳細地解答了這個問題。物體能夠平衡的原因在於地面的支援力不是均勻分佈的。

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