题目
平面任意力系的平衡方程可以采用“三矩式”,要求力矩平衡方程的三个矩心不能( )。
平面任意力系的平衡方程可以采用“三矩式”,要求力矩平衡方程的三个矩心不能( )。
题目解答
答案
共线;在一条直线上;在一条直线;
解析
考查要点:本题主要考查平面任意力系平衡方程中“三矩式”的应用条件,特别是对三个矩心位置关系的理解。
解题核心思路:
平面任意力系的平衡方程通常包含两个投影方程和一个力矩方程。当采用“三矩式”(即三个力矩方程)时,三个矩心必须不在同一直线上,否则方程组可能失去独立性,无法正确求解平衡问题。
破题关键点:
- 矩心共线会导致方程不独立:若三个矩心共线,第三个力矩方程可能由前两个方程推导得出,无法提供新的信息。
- 独立性保证平衡条件:三个矩心不共线时,三个力矩方程相互独立,能够全面反映力系的平衡状态。
平面任意力系的平衡条件为:主矢为零,主矩为零。当采用“三矩式”平衡方程时,需满足以下条件:
-
三个矩心不共线:
若三个矩心共线(如A、B、C三点在同一直线上),则第三个矩心(如C)的力矩方程可由前两个矩心(A、B)的方程推导得出,导致方程组不独立。此时无法唯一确定力系的平衡状态。 -
独立方程的必要性:
三个矩心不共线时,三个力矩方程相互独立,能够与投影方程共同构成完整的平衡条件,确保解的唯一性。
结论:
三个矩心若共线,会导致方程组失效,因此必须满足三个矩心不在同一直线上。