题目
一个不平衡的平面汇交力系,若sum F_(x)=0满足的条件,则其合力的方位应是()A. 通过坐标原点OB. 与y轴垂直C. 与x轴平行D. 与x轴垂直
一个不平衡的平面汇交力系,若$\sum F_{x}=0$满足的条件,则其合力的方位应是()
A. 通过坐标原点O
B. 与y轴垂直
C. 与x轴平行
D. 与x轴垂直
题目解答
答案
D. 与x轴垂直
解析
本题考查平面汇交力系合力的计算以及力在坐标轴上投影的知识。解题的关键在于理解平面汇交力系合力在坐标轴上的投影与各分力在该坐标轴上投影的关系,通过已知条件判断合力的方位。
设平面汇交力系由多个力$\vec{F}_1,\vec{F}_2,\cdots,\vec{F}_n$组成,其合力为$\vec{R}$。根据力的投影定理,合力在$x$轴和$y$轴上的投影分别为:
$R_x=\sum F_{ix}$($i = 1,2,\cdots,n$),$R_y=\sum F_{iy}$($i = 1,2,\cdots,n$)
其中$F_{ix}$和$F_{iy}$分别是力$\vec{F}_i$在$x$轴和$y$轴上的投影。
已知$\sum F_{x}=0$,即$R_x = 0$。而合力$\vec{R}$的大小$R$可由公式$R=\sqrt{R_x^{2}+R_y^{2}}$计算。
因为$R_x = 0$,所以$R=\sqrt{0 + R_y^{2}}=\vert R_y\vert$。
在平面直角坐标系中,若一个力在$x$轴上的投影为$0$,则该力的方向必然与$x$轴垂直。所以合力$\vec{R}$的方位与$x$轴垂直。