連結剛体系の仮想仕事

仮想仕事は、数個の連結剛体を含む問題を解くために使用される強力な方法です。システムが平衡状態にある場合、仮想仕事はゼロになります。これにより、システムが仮想変位を受けるときの結果的な力の計算が可能になります。このようなシステムを解析しようとする場合、まず、自由物体図を使用します。自由物体図では、独立座標がリンクの配置を表し、正の仮想変位による変形後の位置を示します。

次に、自由物体図上の固定点から位置座標を測定し、仕事を行う力の方向に向けます。これにより、各仮想変位を独立座標の形式で表現することが可能になります。次に、仮想仕事の方程式を記述し、それによって結果的な力やモーメントを決定します。また、ここで重要なことは、力やモーメントが正の仮想変位の方向に作用する場合、それらの仕事は正の仮想仕事として決定されることです。それ以外の場合、負の仮想仕事となります。

この方法の主な利点は、数個の連結剛体を含む問題を解決するのに使用できることです。これらのシステムのそれぞれは、リンクの配置を1つの座標のみを使用して完全に指定できると言われています。これにより、複雑な計算が大幅に簡略化され、複雑なシステム内のさまざまな変数がどのように関連しているかをより良く理解することができます。

全体として、複数の連結剛体を含む平衡問題を解析的に評価することは、仮想仕事によって効果的に行うことができます。これにより、正確な答えだけでなく、内部の機能についても明確な理解が得られます。