Пара сил не имеет равнодействующей. Она стремится сообщить телу некоторое вращение.
Вращательный эффект пары сил характеризуется величиной, называемой моментом пары.
Отсюда следует следующее правило (без вывода):
Пары сил могут быть преобразованы путем изменения величин и направлений сил и изменения плеча пары. Если при этом алгебраический момент пары сохраняется, то оказываемый ею на тело вращательный эффект не изменится,илипары сил с равными алгебраическими моментами эквивалентны.
Алгебраический момент пары сил (обозначается M(F1,F2) ) равен взятому с соответствующим знаком произведению модуля одной из сил пары на плечо пары:
M=± F·d. | (1.10) |
Рис.1.14
Правило знаков моментов пар сил аналогично правилу для моментов сил: момент считается положительным, если силы пары стремится повернуть тело против хода часовой стрелки, и отрицательным - по ходу часовой стрелки.
Для показанных на рис.1.14 пар сил ( , ') и ( , ') их моменты имеют противоположные знаки: M1=P·d1; M2=-Q·d2.
Поскольку действие пары сил на тело полностью характеризуется её моментом, на рисунках пару сил принято изображать дуговой стрелкой, показывающей направление действия момента (рис.1.14).
Теорема о сумме моментов сил пары
Алгебраическая сумма моментов сил, составляющих пару, относительно любого центра, лежащего в плоскости её действия, не зависит от выбора центра и равна моменту пары.
Рис.1.15
Докажем это (рис.1.15). Имеем пару сил ( 1; 2), момент которой равен М=F1× d= F2× d. Найдем моменты относительно точки О1 силы и силы , а затем сумму моментов этих сил.
М0()= -F1× а;
М0()= F2× (d+ a).
Так как F1= F2, то:
М0()+М0()= - F1× а + F2× (d+ a)= F2× d = М,
т.е. моменту пары сил. Окончательно:
М0()+М0() = М. | (1.11) |
Полученная оценка не зависит от местонахождения центра (точки О). Таким образом, теорема доказана.
Следствие
Пары сил могут быть перемещены в любое место абсолютно твердого тела, при этом оказываемый ими вращательный эффект на тело не изменится.[6]
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Что такое «пара сил»?
2. Что значит «плечо пары»?
3. Как определяется алгебраический момент пары и его знак?