介紹
本文主要介紹力正交分解的基本概念和具體步驟,以及力的正交分解與力的普通分解的關(guān)系。力的正交分解是力分析中非常重要的步驟。
在小學(xué)力的正交分解計(jì)算量,我們研究的所有力都是基于一維方向(直線)。兩種力量的操作很簡(jiǎn)單。無(wú)論是在相反的方向上,還是在同一方向上,都可以通過(guò)乘法(相同方向)或加法(相反方向)來(lái)估計(jì)。
從現(xiàn)實(shí)來(lái)看,研究問(wèn)題的力量是非常復(fù)雜的,大部分的力量不是在一條直線上,總有一定的傾向,怎么解決呢?
我們估計(jì)它們合成和分解的力。可以說(shuō),力的合成和分解是為了解決操作兩個(gè)或多個(gè)不在同一條線上的力的問(wèn)題。最常見(jiàn)的力分解估計(jì)是力的正交分解
力的正交分解是一個(gè)基本概念
一個(gè)物體受到多種力,每個(gè)力可以相互垂直地投射到兩個(gè)方向上,然后在這兩個(gè)方向上找到合力。
力的正交分解
是力分解的特例力的正交
分解是力分解的一種特例,它是物體在兩個(gè)正交坐標(biāo)系中遇到的力的投影操作。回到基本原理:力的正交分解和普通力的合成分解都服從力的平行四邊形定律。
使用正交分解的步驟
(1)構(gòu)建兩個(gè)垂直坐標(biāo)系
正確選擇直角坐標(biāo)系,通常選擇公共點(diǎn)力(研究對(duì)象的粒子)的動(dòng)作點(diǎn)作為原點(diǎn),物體運(yùn)動(dòng)的水平方向或速度方向?yàn)閄軸力的正交分解計(jì)算量,垂直軸指定為Y軸。
(2)正交分解估計(jì)。即借助三角函數(shù)的知識(shí),將力投影在正交坐標(biāo)軸上,然后采用加法估計(jì)組合外力在坐標(biāo)軸上的大小。
X 軸方向
Fx=F1x+F2x+...+Fnx
Y 軸方向
Fy=F1y+F2y+...+Fny
這
共點(diǎn)力的合力大小估計(jì)√Fx2=Fy2(根符號(hào)下是Fx的平方加上Fy的平方),組合外力的方向(與x軸的傾角)可以通過(guò)力的平行四邊形定律或閉三角定律得到。
出來(lái)的是輔助牛頓三大定理、直線運(yùn)動(dòng)公式,或者與機(jī)械能相關(guān)的定律和定理來(lái)分析和估計(jì)。力的正交分解步驟到此結(jié)束。
為什么要正統(tǒng)分解?
為什么需要正交分解力?在中學(xué),學(xué)生學(xué)習(xí)了坐標(biāo)系的概念,并且在兩個(gè)垂直坐標(biāo)軸上計(jì)算力是有物理基礎(chǔ)的。此外,三角知識(shí)的學(xué)習(xí)也有利于力的投影估計(jì)。力的
正交分解是研究力的重要步驟,也是利用牛頓三定理等知識(shí)點(diǎn)分析物體的動(dòng)力學(xué)行為或能量和動(dòng)量問(wèn)題的前提。
本文將給大家講解這些內(nèi)容,力分析是小學(xué)數(shù)學(xué)中特別重要和基礎(chǔ)的測(cè)試點(diǎn),力的正交分解是解決力問(wèn)題的重要工具和技巧。除了力在正交坐標(biāo)系中的分解外,力的閉三角定律也是力分析的重要手段。有興趣的朋友,朋友們可以去小學(xué)數(shù)學(xué)網(wǎng)查看我們整理的文章,掌握這里的內(nèi)容。
引用
力分析
文章作者
文/蘇陽(yáng);中學(xué)數(shù)學(xué)班主任,化學(xué)網(wǎng)兼職編輯。