Статика Кинематика Сопромат Теория прочности Кинематика движение тела Законы Ньютона Законы Кеплера Задачи по сопративлению материалов

Проекция силы на ось

Решение задач на равновесие сходящихся сил с помощью построения замкнутых силовых многоугольников в большинстве случаев сопряжено с громоздкими построениями. Более общим и универсальным методом решения таких задач является переход к определению проекций заданных сил на координатные оси и оперирование с этими проекциями. Осью называют прямую линию, которой приписано определенное направление. Проекция вектора на ось является скалярной величиной, которая определяется отрезком оси, отсекаемым перпендикулярами, опущенными на нее из начала и конца вектора.

Проекция вектора считается положительной (+), если направление от начала проекции к ее концу совпадает с положительным направлением оси. Проекция вектора считается отрицательной (—), если направление от начала проекции к ее концу противоположно положительному направлению оси. Кулачковые механизмы. Кулачковым называется механизм, который содержит два основных звена: кулачок и толкатель, образующих высшую кинематическую пару. Кулачковые механизмы нашли широкое применение в системах газораспределения ДВС, в системах управления электроцепей в вагонах метрополитена (контроллеры).

Рассмотрим ряд случаев проецирования сил на ось:

1. Вектор силы  (рис. 12, а) составляет с положительным направлением оси х острый угол . Чтобы найти проекцию, из начала конца вектора силы опускаем перпендикуляры на ось х; получаем

.  (4)

Проекция вектора в данном случае положительна.

2. Сила  (рис. 12, б) составляет с положительным направлением оси x тупой угол . Тогда , но так как

Проекция вектора в данном случае отрицательна.

3. Сила  (рис. 12, в) перпендикулярна оси х. Проекция силы F на ось х равна нулю

Итак, проекция силы на ось координат равна произведению модуля силы на косинус угла между вектором силы и положительным направлением оси.

Силу, расположенную на плоскости хОу (рис. 13), можно спроектировать на две координатные оси Ох и Оу. На рисунке изображена сила  и ее проекции Fx и Fy, Ввиду того что проекции образуют между собой прямой угол, из прямоугольного треугольника АСВ следует:

Этими формулами можно пользоваться для определения модуля и направления силы, когда известны ее проекции на координатные оси. 

Наконец, механика проникает в другие науки, образуя на пересечении сфер влияния новые разделы (например, биомеханика). Биомеханика стремится понять механику живого. Это древний предмет, и он охватывает обширную область знаний от субклеточных элементов до отдельных клеток, растений и животных. В последние годы большинство выполненных работ посвящено физиологическим и медицинским приложениям биомеханики.

Известны вклады Г. Галилея в измерение пульса сердца, Р. Декарта (1596 - 1650) – в исследование глаза, Р. Гука (1635 - 1703) – в наблюдение клеток, Л. Эйлера – в изучение пульсирующих волн в артериях, Т. Юнга (1773 - 1829) – в теорию голоса и зрения, Г. Гельмгольца (1821 - 1894) – в теорию речи, зрения и психофизиологии, Ламба (1849 - 1934) – в обнаружение высокочастотных волн в артериях. Репутация многих известных физиологов устанавливалась на основе их деятельности, связанной с приложениями механики. Так, Стефан Хейлс (1677 - 1761) измерил артериальное давление и установил его связь с кровотечением. Он ввел понятие периферического сопротивления при течении крови и показал, что главная часть этого сопротивления падает на мельчайшие сосуды в тканях. Ж. Пуазейль разъяснил понятие вязкости и сопротивления при течении крови, а Отто Франк (1865 - 1944) – механику сердечной деятельности. Старлинг (1886 - 1926) предложил закон массопередачи через мембрану и объяснил водный баланс в нашем теле, Краф (1974 - 1949) получил Нобелевскую премию за механику микроциркуляции.