Virtueel Werk

Het principe van virtueel werk stelt dat als een lichaam in statisch en dynamisch evenwicht is, de som van al het virtuele werk dat door alle externe krachten en koppelmomenten wordt gedaan voor elke gegeven virtuele verplaatsing nul moet zijn.

In statisch evenwicht kan een lichaam een denkbeeldige of virtuele beweging ervaren, zoals verplaatsing of rotatie. Het virtuele werk dat door een kracht wordt verricht, is gelijk aan het inwendig product van kracht en virtuele verplaatsing in de richting van de kracht. Hetzelfde principe geldt bij virtuele rotatie van een koppelmoment. Het virtuele rotatiewerk wordt bepaald door het koppelmoment te vermenigvuldigen met de bijbehorende virtuele rotatie.

Om dit concept aan de hand van een voorbeeld te illustreren, laten we aannemen dat er een bal op een vlak oppervlak ligt. Het tekenen van het krachtendiagram zal onthullen dat wanneer er een neerwaartse virtuele verplaatsing is, het gewicht positief virtueel werk zal verrichten, terwijl de normaalkracht negatief virtueel werk zal verrichten. Om evenwicht te bereiken, moet de som van al deze krachten nul zijn, en dus kan een overeenkomstige vergelijking die deze toestand weergeeft worden opgesteld.

Het concept van virtueel werk wordt gebruikt om problemen op te lossen die verband houden met zowel deeltjes als starre lichamen. Bij het omgaan met starre lichamen onderworpen aan coplanaire krachten zijn drie afzonderlijke vergelijkingen nodig, aangezien ze betrekking hebben op verschillende soorten verplaatsingen, translatie in de x- en y-richtingen en rotaties rond een as loodrecht op het x-y vlak.

Als conclusie is virtueel werk een fundamenteel concept in de mechanica dat ingenieurs en wetenschappers in staat stelt het gedrag van structuren en machines te voorspellen zonder ze fysiek te testen. Het is een krachtig instrument dat kan worden gebruikt om het gedrag van statische en dynamische systemen te analyseren en het heeft brede toepassingen in de ingenieurswetenschappen en wetenschap.