Если рассматриваемое тело имеет форму цилиндрического катка и под действием активных сил может катиться по поверхности другого тела, то из-за деформации поверхностей этих тел в месте их соприкосновения возникают силы реакции, препятствующие как скольжению, так и качению катка. Примерами таких катков являются различные колеса, например, колеса локомотивов, электровозов, вагонов, автомашин и т.д.
Пусть к оси катка весом , находящегося на горизонтальной плоскости, приложена горизонтальная сила (рис. 1.29). Соприкосновение катка с плоскостью из-за их деформации происходит не вдоль одной образующей цилиндра, как в случае абсолютно твердых тел, а по некоторой площадке . Точка приложения реакций и будет находиться в некоторой точке этой площадки.
Из условий равновесия катка имеем
; ; .
На каток действуют две уравновешенные пары сил
.
Пара стремится привести каток в движение; пара препятствует движению.
Момент пары называется моментом сопротивления качению.
|
|
Итак, реакция плоскости на каток состоит из нормальной реакции , касательной реакции (силы трения качения), из пары трения качения с моментом сопротивления качению.
Теорема о параллельном переносе силы.
Теорема о параллельном переносе силы.
Силу, приложенную к АТТ можно, не изменяя оказываемого на него действия, переносить из данной точки в любую другую точку тела, прибавляя при этом пару с моментом равным моменту переносимой силы относительно точки, куда сила переносится.
Попробуем силу (рис. 27) перенести в какую-нибудь точку О, не расположенную на линии действия.
Рис.27
Приложим к этой точке две уравновешивающиеся силы и , параллельные силе и равные ей по величине:
В результате получим силу , приложенную к точке О. То есть мы как бы перенесли заданную силу из точки А в точку О, но при этом появилась пара, образованная силами и . Момент этой пары , равен моменту заданной силы относительно точки О.
Этот процесс замены силы равной ей силой и парой называется приведением силы к точке О.
Точка О называется точкой приведения; сила , приложенная к точке приведения, – приведённой силой. Появившаяся пара – присоединённой парой.