题目
若某自由刚体上只受到一个力和一个力偶的作用,则该刚体不可能处于平衡状态。A. 对B. 错
若某自由刚体上只受到一个力和一个力偶的作用,则该刚体不可能处于平衡状态。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
答案:A. 对
解析:
对于一个自由刚体,若其只受到一个力和一个力偶的作用,这两个作用通常不能平衡。力偶只产生旋转效果,不会产生平移的作用力,而单个力则产生平移和旋转。因此,单一力和力偶的共同作用无法同时抵消刚体的平移和旋转运动,刚体不可能达到平衡状态。
因此,正确答案是 A. 对。
解析
刚体平衡的条件是同时满足平动平衡和转动平衡:
- 平动平衡:所有外力的矢量和为零;
- 转动平衡:所有外力对质心的力矩矢量和为零。
题目中,刚体仅受一个力和一个力偶作用:
- 力会产生平移动效(总合力不为零)和转动效应(产生力矩);
- 力偶仅产生转动效应(总合力为零,但有非零力矩)。
由于单个力的存在导致总合力无法为零,平动平衡条件无法满足,因此刚体不可能平衡。
平动平衡分析
刚体受一个力$\mathbf{F}$,总合力为$\mathbf{F} \neq \mathbf{0}$,无法满足平动平衡条件。
转动平衡分析
- 力$\mathbf{F}$产生的力矩为$\mathbf{M}_F = \mathbf{r} \times \mathbf{F}$($\mathbf{r}$为力作用点到质心的位矢);
- 力偶产生的力矩为$\mathbf{M}$;
- 总力矩为$\mathbf{M}_F + \mathbf{M}$,即使总力矩为零,平动平衡仍不满足。
结论:刚体无法同时满足平动平衡和转动平衡,因此不可能处于平衡状态。