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力平衡方程式

力平衡方程式是物理學中描述物體受力平衡狀態的方程。當作用於剛體的力系使剛體平衡時,力系與零力系等效,因此力系平衡的充要條件是主矢量(合力)與主矩(合力矩)均為零。即:

主矢量平衡方程:\( \sum F = 0 \)

主矩平衡方程:\( \sum M = 0 \)

這些方程可以進一步細化為不同情況下的平衡方程:

任意力系:

主矢量平衡方程:\( \sum F_x = 0 \), \( \sum F_y = 0 \), \( \sum F_z = 0 \)

主矩平衡方程:\( \sum M_x = 0 \), \( \sum M_y = 0 \), \( \sum M_z = 0 \)

平面力系:

主矢量平衡方程:\( \sum F_x = 0 \), \( \sum F_y = 0 \)

主矩平衡方程:\( \sum M = 0 \),其中 \( M \) 是關於某一選定點的力矩和。

空間匯交力系:

主矢量平衡方程:\( \sum F_x = 0 \), \( \sum F_y = 0 \), \( \sum F_z = 0 \)

平面平行力系:

主矢量平衡方程:\( \sum F = 0 \)

主矩平衡方程:\( \sum M = 0 \),其中 \( M \) 是關於某一選定點的力矩和,且該點不與所有力的作用線共線。

以上方程可以通過將力沿直角坐標系各軸投影得到投影分量的平衡方程,不同力系的平衡方程數目與形式均有所不同。