В § 35 мы видели, что равные по модулю силы, действующие вдоль одной прямой в противоположные стороны, уравновешивают друг друга. При этом несущественно, к какой именно точке тела на этой прямой приложены силы. Так, на рис. 96 показаны два случая приложения к телу равных по модулю и противоположно направленных сил
и
, действующих вдоль одной прямой. Оба случая различаются только точкой приложения силы
(
или
); в обоих случаях тело остается в равновесии.
Рис. 96. а) В точках
и
к телу приложены равные по модулю силы
и
противоположного направления; в теле возникает деформация и появляются упругие силы
и
. б) При перенесении силы
из точки
в точку
равновесие не нарушается
Таким образом, в случае равновесия двух сил точку приложения силы можно переносить вдоль ее направления, не нарушая равновесия твердого тела. Опыты показывают, что такой перенос не меняет действия силы и в других случаях. Например, одна сила, приложенная к телу, вызовет одно и то же ускорение тела как целого, где бы ее ни приложить.
Точку приложения силы можно переносить вдоль ее направления, не меняя действия силы на тело в целом. Мы можем не только в действительности переносить точки приложения сил, но можем производить эту операцию и мысленно для того, чтобы упростить рассуждения при решении тех или иных задач. Этим приемом часто пользуются как для определения условий равновесия, так и при изучении движений твердого тела.
Хотя перенос точек приложения сил не меняет их действия на тело в целом, такой перенос изменяет распределение деформаций и сил упругости в реальном теле. В самом деле, в рассматриваемом примере, когда силы приложены к точкам
и
, они вызывают деформацию тела: в области между точками
и
, возникает растяжение и появляются силы упругости
и
которые действуют между частями тела, уравновешивая приложенные извне силы
и
,и прекращают дальнейшие деформации. Если же сила
приложена в точке
, то растяжение захватывает уже область от точки
до точки
. Однако в обоих случаях упругие силы
и
возникают уже при ничтожных деформациях, а так как мы не обращаем внимания на деформацию (рассматриваем тело как абсолютно твердое), то различие в деформациях роли не играет.
Комментарии: (0)