這篇文章主要介紹:力的正交分解的基本概念、具體步驟,以及正交分解與普通的力的分解間的關(guān)系。力的正交分解是受力剖析中十分重要的一步。
中學(xué)數(shù)學(xué)中,我們研究的所有的力,都是基于一維(一條直線)方向的。力的運算也很簡單,總是方向相反,或則方向相同的,估算方式要么是乘法(方向相同時),要么就是加法(方向相反時)。
從現(xiàn)實情況來看力的正交分解典型例題視頻,物體的受力總是很復(fù)雜,大多都不在一條直線上,不是一維的加加法關(guān)系,總是有傾角的,怎么來求解呢?
我們從力的合成與分解來估算力。或則說,力的合成與分解是解決不在一條直線上的力的運算的。力的分解估算中,最為常考的,就是力的正交分解法
力的正交分解概念
物體遭到多個力作用,我們可將各個力沿兩個互相垂直的方向進行正交分解(投影),之后再分別沿這兩個方向求出合力。正交分解法是處理多個力作用用問題的基本技巧,也是最常用的技巧。
力的正交分解是力的分解的特殊情況
力的正交分解,是力的分解的一種特殊情況,是力在兩個正交座標(biāo)軸上進行投影運算的。回歸基本原理:力的正交分解與普通的力的合成與分解,都遵守矢量的平行四邊形定則。
正交分解法使用步驟
(1)構(gòu)建兩個垂直的座標(biāo)系
正確選擇合適的直角座標(biāo)系,通常選共點力的作用點為原點,水平方向或物體運動的速率方向為X軸,垂直的為Y軸,盡量讓較多的力落在座標(biāo)軸上。
(2)正交分解估算。即分別借助三角函數(shù)關(guān)系,將各力投影在正交的座標(biāo)軸上,再分別估算出座標(biāo)軸上的合外力大小。
X軸方向
Fx=F1x+F2x+…+Fnx
Y軸方向
Fy=F1y+F2y+…+Fny
物體所受的共點力合力的大小為F=(Fx2+Fy2)?,合外力的方向(與x軸的傾角)可由平行四邊形法則或則力的封閉三角形法則求得。
前面,就是依據(jù)牛頓第二定理、直線運動,或則機械能、動量等相關(guān)的知識進行估算了。力的正交分解部份的內(nèi)容(步驟),到此為止。
正交分解的誘因?
為何要對力進行正交分解呢?中學(xué)語文學(xué)習(xí)了座標(biāo)系的概念,在兩個垂直的座標(biāo)軸上,進行投影運算就有了物理根據(jù)。還有,就是三角函數(shù)知識,也為力的投影估算提供了便利。
力的分解,是受力研究中重要一步,也是接出來利用牛頓運動定理和能量動量的考點,對物體的動力學(xué)行為或能量、動量問題進行剖析的根基。
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