老師:我每年口乾舌燥重複--受力圖上不要畫內力,可是你們總有若干人等在受力圖上畫內力,就像圖1b中的FC那樣。
圖1
老師: 仔細想一下,研究對象是誰?FC的施力物體是誰?
學生: 研究對象是 ACB,FC的施力物體是DC。
老師:OK!BCA對CD有沒有作用力?
學生:我的研究對象是BCA,對CD不感興趣!
老師:但是CD明明也在圖1b中,為什麼不畫BCA對CD的作用力!受力圖應該唯一,所有人看到都是一個含義。不能仁者見仁,智者見智!
學生: 好啦!好啦!畫上!不就是像下面圖2a那樣嗎!
圖2
老師: 小心,除了你,別人也不知道FC的施力物體和受力物體,F'C也這樣。麻煩你文字註明一下FC和F'C的各自作用點和施力物體!注意力的三要素。
學生:好的,我註上。
老師:且慢!還沒有完!既然你在C點把內力畫上了,那麼CD上E點有沒有內力?E點左側對右側有沒有力?
學生:應該有吧!
(支持原創點Guang郜)
老師:這個力是有的,以後將會系統學習。現在只告訴你結果,E點右截面對左截面有沿杆拉力,垂直於杆橫向力,還有力偶矩。既然前面畫內力了,這組力要不要畫?
學生:要畫!現在畫上,不就是圖2b嗎!
老師:是不是DC杆上任意一點都有內力,應該都畫?
學生:都畫!要是各點都畫,不就成圖3了嗎?這個圖還有啥意義!
老師:所以說內力不能畫出來!
圖3
老師:其實不只是你們不注意這些,有些正規雜誌的文章也不注意,下面是我從最近一篇文章上截下來的圖。在文中,作者分析了軟繩段受力。為了便於分析,微元用2dx而不是dx。這個圖有問題嗎?
圖4
學生:有,就是那個T是作用在x處截面上的,它是微元2dx的內力,不應該畫出來。
老師:完全正確!
學生:關於受力圖還有別的說法嗎?
老師:有!畫受力圖的目的是為了分析力,而一對內力(作用力和反作用力)不論在力的投影方程,還是力矩方程中,都相互抵消而不出現,所以在受力圖畫了也沒有用!
學生:原來是這樣!
參考文獻
陳奎孚.理論力學精細輔導.北京:清華大學出版社.2018.9
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