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[讨论结束] 看看这个斜面受力分析

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发表于 2013-3-4 15:48:36 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国山东潍坊

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本帖最后由 FF728612 于 2013-3-5 16:57 编辑
5 j8 i7 K, l) Z8 `, K( L# N3 k7 O8 S, M- {3 o0 ~5 x
如图,在F1水平力作用下,靠在墙壁上的斜铁受力如何,是不是没有向上运动的趋势,如果墙面没有摩擦,那么斜铁会向上运动吗?! ?( C( ~- `' q/ R0 z
看F1的分力F平与F摩擦,他们产生的分力一个向上,一个向下,这两个分力是否刚好抵消?
8 y' w& ]+ o+ ?0 |; W) s他们产生的水平分力,一个F平=F1*cosα*cosα,一个是F摩擦产生的水平分力=F1*SINα*SINα,他们的合力刚好等于F1。. g/ j8 F' r% z8 O- p
1.jpg
0 E- t% }+ F0 y  ]( }& n) A这个分析有道理吗?
  I# l8 F  P. W$ h) I8 N. _期待高手参入

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发表于 2013-3-4 16:25:00 | 显示全部楼层 来自: 中国山西太原
本帖最后由 gaoyns 于 2013-3-4 16:27 编辑 ) c1 s) [* X4 J$ j, w
" f. W5 v) b) T+ X0 B; f
1  斜铁是受重力的,这个不能忽略,若不计磨擦力,水平力F1与重力对于斜铁下顶点形成的力矩若相等且方向相反,则斜铁处于平衡状态,若斜铁受重力形成的力矩大于F1形成的力矩,斜铁就顺时针倾翻了。这里面没有向上的力作用,当然不会向上移动。9 F# _1 y; N7 S3 r* V
2  F1可分解为两个分力,一个是与斜面垂直的力,一个是与斜面平行向下的力,此分力不是磨擦力,如果处于平衡状态,此分力还要分解两个分力,其中竖直向下的力才是与摩擦力大小相等、方向相反的力。

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发表于 2013-3-4 17:04:46 | 显示全部楼层 来自: 中国河南安阳
早忘了受力分析!那为什么平常我们给楔形块施加水平力的时候,往往会退出来,会不会也和角度有关?

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发表于 2013-3-4 17:16:07 | 显示全部楼层 来自: 中国广东广州
3种状态 1.向上2.平衡,3向下

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发表于 2013-3-4 20:14:57 | 显示全部楼层 来自: 中国湖南长沙
不计摩擦,不计重力的话,应该是不动的吧。

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发表于 2013-3-4 20:45:01 | 显示全部楼层 来自: 中国广东东莞
个人感觉楼主的受力图有点问题?1 \" C; k5 L0 j6 ?
1. F1力的分解点应该在斜铁的作用点处、而不是箭头尾端;2. F1 力应该分解为X、Y方向,而不是平行、垂直斜面方向(这是局部座标系,不是世界座标系,斜铁也就落不下来)。
3 \8 M7 f6 N6 h5 ^. E如果不计墙面与斜铁之间的摩擦力,如果F1力在Y方向上的分力大于斜铁的重量的话斜块就会往上移动。斜角越大、所需F1越小。

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 楼主| 发表于 2013-3-5 07:57:16 | 显示全部楼层 来自: 中国山东潍坊
gaoyns 发表于 2013-3-4 16:25 static/image/common/back.gif9 n$ f* E3 v$ X# M8 w8 v8 H& T( D7 E
1  斜铁是受重力的,这个不能忽略,若不计磨擦力,水平力F1与重力对于斜铁下顶点形成的力矩若相等且方向相反 ...

' ], b. o: f; _% V多谢多谢,我倒忘了翻转的力矩了。5 L4 P* q  }7 h
摩擦是墙面与斜铁之间的,图中的F摩擦向下的分力与之平衡,如果没有产生相对运动,那就是静摩擦力了。9 C! X2 x. F' \$ h1 A% j' l
作用力F1是通过一个物体作用的,是跟斜铁一样角度的斜铁去作用的,那接触面之间应该有摩擦力了吧,这样的话,如何分析呢

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发表于 2013-3-5 09:58:45 | 显示全部楼层 来自: 中国山西太原
tangcarlos3d 发表于 2013-3-4 20:45 static/image/common/back.gif2 L; j) }1 u" v* w! B7 e
个人感觉楼主的受力图有点问题?% Q; }2 w* f" R- m
1. F1力的分解点应该在斜铁的作用点处、而不是箭头尾端;2. F1 力应该分解 ...
  b( R9 o; c3 W. y
1  “2. F1 力应该分解为X、Y方向,而不是平行、垂直斜面方向”,这一观点有误,按你说的来分解F1只有X方向的分力,Y方向为0了,斜铁哪来的向上移动的力?
5 c8 C( R1 @+ ]' P& \2  不考虑斜铁与墙之间的摩擦力,斜铁的重力和F1形成的都是对下顶点的力矩,是静止或倾复,哪来的向上移动力?
, o6 U8 Q) Z; k; u" Q8 [) B  y3  F1力分解只有与斜面垂直和平行的力才是有用的,才有助于计算,X、Y方向分解,无用也无意义。

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发表于 2013-3-5 13:14:37 | 显示全部楼层 来自: 中国广东汕头

RE: 看看这个斜面受力分析

gaoyns 发表于 2013-3-5 09:58 static/image/common/back.gif: ^- V: r# A  x# D
1  “2. F1 力应该分解为X、Y方向,而不是平行、垂直斜面方向”,这一观点有误,按你说的来分解F1只有X方 ...
5 t/ v  C$ ]$ ?) o+ y$ J
谢谢高老指正。严格地讲不是将F1分解在X、Y方向。而是F1作用在斜铁上的反力沿斜面、Y方向分解。其合力与F1的方向相反、大小相等。Y方向的分力就是使斜铁上升的力。另外只有F1大到一定时斜铁才会上升(不计摩擦系数时)。如果考虑摩擦系数则当斜角小于摩擦系数的反正切角度时F1再大也不能使斜铁上升!这时处于自锁状态。

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发表于 2013-3-5 16:09:38 | 显示全部楼层 来自: 中国湖南长沙
学得真是忘记差不多了
4 f9 s# S( X2 D: _8 Z

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 楼主| 发表于 2013-3-5 16:55:11 | 显示全部楼层 来自: 中国山东潍坊
tangcarlos3d 发表于 2013-3-5 13:14 static/image/common/back.gif
8 W5 K, E4 t% h9 g3 @谢谢高老指正。严格地讲不是将F1分解在X、Y方向。而是F1作用在斜铁上的反力沿斜面、Y方向分解。其合力与F ...
; F5 P( m/ X. P. i0 s
非常感谢,2 t# _8 R/ A, m+ u6 A" Z$ W2 J
如果两个分力夹角过大,那么合力肯定比分力小了。总是认为合力就大,真是不该。
: b& h4 K  J5 R! v$ l这样分析,那么向上推动斜铁的分力=F1*tana。4 V, U8 e( i) j  p; r. g7 Y% ?, \
可是我找不出为什么最初的分解是错误的

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发表于 2013-3-5 21:31:09 | 显示全部楼层 来自: 中国广东佛山
本帖最后由 kingsail 于 2013-3-5 21:32 编辑
+ i, x  m" O" a* Y) \- ^5 {0 Z4 `5 w
如果不计摩擦,那么只能是翻转或者向下运动,不存在静止不动的情况。因为不管F1怎么分解,都不可能有向上抵消重力的力,要想静止,只能靠摩擦力。

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发表于 2013-3-5 22:59:32 | 显示全部楼层 来自: 中国广东东莞
本帖最后由 tangcarlos3d 于 2013-3-5 23:00 编辑
8 D! H# s' l3 @. B% r% I+ S$ J  Y
kingsail 发表于 2013-3-5 21:31 static/image/common/back.gif
" f; e; h/ j, f; W' S  r$ m7 x" ^( d如果不计摩擦,那么只能是翻转或者向下运动,不存在静止不动的情况。因为不管F1怎么分解,都不可能有向上抵 ...

9 e( t; Y( s8 w/ r7 ?4 D当向上的分力大于重力时斜块就可以向上运动。当向上的分力等于重力时斜块就静止。

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 楼主| 发表于 2013-3-6 08:00:23 | 显示全部楼层 来自: 中国山东潍坊
tangcarlos3d 发表于 2013-3-5 22:59 static/image/common/back.gif7 _. g) o+ ^' f" W# T* q
当向上的分力大于重力时斜块就可以向上运动。当向上的分力等于重力时斜块就静止。
; J9 F2 Q& O9 h) z
还是无法分解出F1向上的分力,单纯看F1的分解,应该如何分解啊,给做个图形吧

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发表于 2013-3-6 19:13:01 | 显示全部楼层 来自: 中国广东佛山
tangcarlos3d 发表于 2013-3-5 22:59 static/image/common/back.gif
2 I7 \1 P6 N3 k4 V- P当向上的分力大于重力时斜块就可以向上运动。当向上的分力等于重力时斜块就静止。
# L. m( m0 F% E; l6 W- s
水平力无论怎么分解,竖直方向矢量和都为0

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发表于 2013-3-6 19:58:14 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国广东深圳
FF728612 发表于 2013-3-6 08:00  还是无法分解出F1向上的分力,单纯看F1的分解,应该如何分解啊,给做个图形吧
/ M4 D1 L8 L+ a0 j) e& U
不是对F1进行分解。而是它作用在斜块上的产生的反力进行分解:一个分力垂直斜面,另一个分力是平行斜面。者的合力者与F1大小相等,方向相反。

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发表于 2013-3-6 20:01:24 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国广东深圳
kingsail 发表于 2013-3-6 19:13  水平力无论怎么分解,竖直方向矢量和都为0
  V6 R% s* ?3 v, H% g! |
不是对是F1进行分解。而是对F1的反作用力进行分解。

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 楼主| 发表于 2013-3-7 08:28:38 | 显示全部楼层 来自: 中国山东潍坊
tangcarlos3d 发表于 2013-3-6 19:58 static/image/common/back.gif9 V6 M' s0 Q5 V6 K  ^
不是对F1进行分解。而是它作用在斜块上的产生的反力进行分解:一个分力垂直斜面,另一个分力是平行斜面。 ...
* e" {5 U" x$ I3 G- D" u
今天终于明白了,这句话对我非常重要,这是我的错误所在吧。( C  T! y* a) H* }  q
水平力是无法分解出垂直分力吧,如果要分解,用平行四边形分解也行。
  Q4 `5 F. U3 R这个斜面是否会产生移动,还是沿斜面的分力作用的结果,今天重新分析一下

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发表于 2013-3-7 09:53:31 | 显示全部楼层 来自: 中国山西太原
tangcarlos3d 发表于 2013-3-6 19:58 static/image/common/back.gif
9 z% R/ a+ q1 {( j) K, q( \9 r不是对F1进行分解。而是它作用在斜块上的产生的反力进行分解:一个分力垂直斜面,另一个分力是平行斜面。 ...

8 L& ^' X4 D1 Z' w这里有一个概念需弄清楚,物体在力的作用下向前运动,而反作用力是向后,前进的动力是作用力,而不是反作用力,你对反作用力进行分解,一个垂直斜面,一个平行斜面向上,但这个向上的反作用力的分力,是不能使斜铁向上的。作用力的两个分力分别是与斜面垂直和与斜面平行向下的,这才是斜铁移动的动力。
; \0 J5 [+ n1 i; m+ @0 m% G5 s再说一遍,F1是分解不出向上的力的,反作用力不是物体运动的动力。

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发表于 2013-3-7 13:58:22 | 显示全部楼层 来自: 中国安徽宣城
不计摩擦,不计重力的话,应该是不动的吧。

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发表于 2013-3-7 15:45:25 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南京
本帖最后由 Kkllzz 于 2013-3-7 16:36 编辑 4 d* L& Q# f5 q
& w, s2 u6 Q8 G, [
1.jpg ; F1 m; p! g! u
% y( F8 A4 n$ ?$ m4 }7 J) C; d' v1 i# M' p
不考虑摩擦力  按道理  平衡条件是G×A=F×B
3 n; {  s- Z9 r8 T) T$ {+ g, ]( u( b& z' E
三角形的重心 和α有关
& W# A1 j/ w4 C5 p  y; i% A其中架设直角靠墙边长度为L  ! D) @. y7 W2 m- B
则A=L×(1+tg α-1/cosα)/2
& J0 L& B. j- D' T9 j7 b. _3 Z3 c4 v" t" j5 a$ D

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发表于 2013-3-8 08:58:42 | 显示全部楼层 来自: 中国山西太原
本帖最后由 gaoyns 于 2013-3-8 09:05 编辑 & ]; x1 h' _1 [5 H: \$ m0 X
% F# G1 m$ C# W8 G7 Z
楼上的力矩计算式是对的。如果达到力和力矩平衡需进行两个方程计算:
6 T/ X& w" b$ s( m1  对Y轴方向的力平衡方程:N+G=0      式中G为重力(应为已知);N为摩擦力,N=f F        f为摩擦系数,F为正压力(楼上图中F)。) v; S5 A0 P: Y! c# j
2  对斜铁下顶点的力矩平衡方程(按楼上图):GA+FB=0( Q  S. |+ C* v3 ~6 k" ]
这样就可求出使斜铁处于平衡状态的F力的大小。
3 }( }: Q& @" p" G进而可分析当F力增大或减小时,斜铁所处的状态。

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发表于 2013-5-26 18:27:20 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏常州
Kkllzz 发表于 2013-3-7 15:45 static/image/common/back.gif
6 y! j% J$ [0 H. X. V( w不考虑摩擦力  按道理  平衡条件是G×A=F×B" R0 @( x4 {/ d1 N" z- M. C1 n' c
' [* Y1 I, \, ~/ g' s2 C0 I* F
三角形的重心 和α有关

. t) V, T+ o& |7 ~% O* Y' j7 o同意,当F>G*A/B时,物体上移,当<时,向下运动。

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发表于 2013-5-27 21:28:37 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
本帖最后由 hux0730 于 2013-5-27 21:31 编辑
# C5 a* h/ T) W4 y8 B
$ d6 H# |3 n' y1 w4 J9 V这么快就讨论结束了。! J- Z# r6 g2 ], T: N
我认为要考虑F1的来源问题,这样一个水平力可以理解为一个弹簧在这点处变形引起的,而不会是由于两个物体接触引起的。7 @; R! \& {& o: Y
如果由于物体接触引起的话,那么就不应该这么画。- u* @; O; E8 A+ i9 N

4 A4 D1 N2 B8 |& ~' \0 ]在分析刚体受力时,应当先分析主动力,像摩擦力、支反力等都属于被动力,其方向和大小都随主动力的变化而变化2 S0 m, j- n9 R8 \) a' F  l2 Q
+ W& [) B& X" w1 n" v) Y4 s
所以,楼主的问题,如果墙面没有摩擦(忽略重力),斜铁不会向上运动。
/ I) i# n6 g/ N/ g这种平面受力问题,有什么三力汇交、合力及合力矩为零之类的原理,具体参看理论力学。

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发表于 2013-5-29 21:29:33 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
后来我想了下,这个受力分析如果不考虑重力的话,将受力图逆时针旋转90°之后来看。刚好将物体实际受到的重力想象为主动力F,如果没有摩擦,这个物体在水平面不会有运动的趋势。
  [5 G  f# |% D( r这个解释比较生动形象吧。

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