4.13
考虑一个在同一平面内受到两个力偶作用的阀门,这两个力偶具有相同的力矩。
如果力偶的力矩大小、方向和旋转方向相同,则这些力偶是等效的。
首先,标出两个力偶作用线的交点。
然后,将第一对力的两个力移动到第二对力的交点处,并将其分解为分量。
一对分量若大小相等、作用线相同且方向相反,则可相互抵消。
因此,最初的力偶简化为由力 S 和 -S 构成的新力偶。
其力矩等于力 S 对位于 -S 作用线上的某一点的力矩。
根据伐里农定理,第一个力偶的力矩等于其各分力力矩的代数和,而该代数和又等于新力偶的力矩。
因此,新的力与第二组力偶的力相等,表明这两组力偶是等效的。
类似地,位于平行平面内的两对力偶若具有相同的力矩,则彼此等效。
机械工程中,等效力矩的概念在理解和分析各种机械系统中起着关键作用。
如果两个力矩对刚体能够产生相同的旋转效应,那么它们可以被认为是等效的。换句话说,两个力矩的大小相同,并且作用方向相同,从而在刚体上产生了相同的角位移或加速度。
例如,思考两个位于平面上的力矩,其中一个力矩由一对大小为30 N相等的反…