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坐标轴上的投影|理论力学

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:如图2-2所示,若将力F沿直角坐标轴x和y分解得分力Fx 和Fy ,则力F在直角坐标系上投影绝对值与分力的大小相等,但应注意投影和分力是两种不同的量,不能混淆。图2-1图2-2图2-3力F在平面直角坐标系中的解析式为若已知力F在平面直角坐标轴上的投影Fx 和Fy,则力F的大小和方向为力既然是矢量,就满足矢量运算的一般规则。

坐标轴上的投影|理论力学

设力F与轴x的夹角为α,如图2-1所示,力在坐标轴上的投影定义为力矢量F与x轴单位矢量i的标量积,记为

在力F所在的平面内建立直角坐标系Oxy,如图2-2所示,x和y轴的单位矢量为i、j,由力的投影定义,力F在x和y轴上的投影为

其中cos(F·i)、cos(F·j)分别是力F与坐标轴的单位矢量i、j的夹角的余弦称为方向余弦,(F·i)=α、(F·j)=β称为方向角。力的投影可推广到空间坐标系。

如图2-2所示,若将力F沿直角坐标轴x和y分解得分力Fx 和Fy ,则力F在直角坐标系上投影绝对值与分力的大小相等,但应注意投影和分力是两种不同的量,不能混淆。投影是代数量,对物体不产生运动效应;分力是矢量,能对物体产生运动效应;同时在斜坐标系中投影与分力的大小是不相等的,如图2-3所示。

图2-1

图2-2

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图2-3

力F在平面直角坐标系中的解析式为

若已知力F在平面直角坐标轴上的投影Fx 和Fy,则力F的大小和方向为

力既然是矢量,就满足矢量运算的一般规则。根据合矢量投影规则,可得到一重要结论,即合力投影定理:合矢量在某一轴上的投影等于各分矢量在同一轴投影的代数和

从而可得

利用式(2-6),可以从原始力系出发,直接计算力系的合力以及主矢的大小和方向,这是很有意义的。

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