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1700947066 图1-2 作用在同一点的两个力的示意图
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1700947068 如果我们要知道合力,或力的总和,就相当于把矢量加起来,我们可以通过把一个矢量的尾部移动到另一个矢量的头部作图。(在你移动它们以后,它们仍旧是同样的一些矢量,因为它们的方向和长度都保持原样。)F +F ′是从F 的尾部到F ′的头部的直线(或从F ′的尾部到F 的头部),如图1-3所示。这种求矢量和的方法有时叫做“平行四边形法则”。
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1700947073 图1-3 用“平行四边形方法”求矢量和
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1700947075 另一方面,假设有两个力作用在一个物体上,但我们只知道其中的一个是F ′;另一个我们不知道的力我们称作X。 如果作用在物体上的合力F 是已知的,我们有F ′+X =F。 从而X =F -F ′。要求出X 你们就必须求两个矢量的差,你们可以用两种方法中随便哪一种来求:可以取-F ′,它是和F ′方向相反的矢量,将它和F 相加(见图1-4)。
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1700947080 图1-4 矢量差的第一种方法
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1700947082 另一种方法,F -F ′简单地就是从F ′的头部到F 的头部画的矢量。
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1700947084 好了,第二种方法的缺点是,你们可能倾向于画图1-5中的箭号,虽然方向和长度都正确,施力点不 是在箭号的尾部——千万要注意。你对这种方法不太有把握,或者有些疑问,还是用第一种方法(见图1-6)。
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1700947089 图1-5 矢量差的第二种方法
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1700947094 图1-6 作用在同一点上二力之差
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1700947096 我们也可以把矢量投影到一定的方向。例如,我们如果要知道在“x ”方向的力(称为力在这个方向的分量 ),这很容易:我们只要将F 垂直投影到x 轴上,这就是力在这个方向上的分量,把它称作Fx 。数学上Fx 是F 的数值 (我们写成|F |)乘以F 和x 轴之间夹角的余弦;这来自直角三角形的性质(见图1-7):
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1700947104 图1-7 矢量F在x方向的分量
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1700947106 其次,如A 和B 相加得C, 那么将它们到给定的“x ”方向的垂直投影显然也相加。所以,矢量和的分量就是矢量分量的和,这对任何方向 都是正确的(见图1-8)。
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