Меню

Что такое точка приложения и как ее найти



Точка приложения

Leverage point – A point, either physical or logical, where a specific action would provide significant system improvement.

Usage: A constraint is the leverage point in a physical flow of goal units in a system. The core problem is the leverage point in the cause-and-effect analysis of how to better exploit or elevate the system constraint.

Example: An entity in a positive feedback loop in a future reality tree is a leverage point, since if change can be initiated here it will lead to continuing improvement in results.

See: Archimedes lever point, constraint, feedback loop.

Точка приложения – точка, физическая или логическая, в которой конкретное действие может значительно улучшить систему.

Использование: ограничение – это точка приложения в физическом потоке единиц цели в системе. Корневая проблема – это точка приложения в причинно-следственном анализе, как лучше использовать или расширить ограничение системы.

Пример: логический объект в петле положительной обратной связи в дереве будущей реальности является точкой приложения, поскольку, если инициировать здесь изменение, это приведет к постоянному улучшению результатов.

Источник статьи: http://tocpeople.com/terminy/tochka-prilozheniya/

Что такое точка приложения силы?

Первым научным сочинением Карно был трактат «Опыт о машинах вообще», изданный анонимно в 1783 г. В третьем издании (1803) трактат был расширен и переименован: он стал называться «Основные принципы равновесия и движения».

Одна из главных проблем этого сочинения – вывод условия равновесия машины при помощи расчета приращения работы силы на виртуальных перемещениях точек приложения сил (термин «работа» был введен в XIX в.).

Для вывода этого условия Карно ввел заменяющую схему грузов, производящих в точках системы те же действия, что и произвольная система сил. Идея вводить заменяющую схему грузов вместо сил оказалась в XVIII в. чрезвычайно плодотворной, она использовалась в аналитической статике многими современниками Карно – Лагранжем, Фурье, Ампером и др. Заменяющие схемы (блоков, рычагов, полиспастов и т. д.) при выводе начала возможных перемещений свидетельствуют о тесной связи этого начала с техникой машин и механизмов. Само начало возможных перемещений выросло на почве изучения машин, и в обоснованиях его с помощью заменяющих схем видны следы технического происхождения этой теории.

Карно ввел понятие геометрического движения, т. е. такого, которое допускается связями (в современной терминологии следовало бы уточнить: идеальными, удерживающими). В современной механике «геометрическим движениям» соответствуют виртуальные перемещения точек системы.

Карно рассматривает некоторую механическую систему (машину), в произвольных точках которой приложены силы. Скорости, которые могут иметь точки приложения сил в первое мгновение геометрического движения, угол между направлением силы и скорости. Карно выводит условие равновесия «машин» под действием заданных сил. Он рассуждает следующим образом.

Действие сил в точках их приложения можно заменить действием грузов. Для этого в каждой точке приложения силы нужно прикрепить нить (невесомую, нерастяжимую), идущую вдоль направления приложенной силы и переброшенную через неподвижный блок. К свободно свисающему отвесному концу нити ниже блока нужно привязать гирю весом, равным по величине интенсивности силы. В результате Карно приходит к системе грузов или гирь; равновесие полученной системы трактуется с помощью принципа Торричелли о наинизшем положении ее центра тяжести. Как и Торричелли, Карно вместо условия минимальности высоты центра тяжести системы грузов записывает условие экстремальности вертикальной координаты центра тяжести.

Равенство представляет собой едва ли не самую первую аналитическую запись принципа виртуальных скоростей.

Выражение, стоящее под знаком суммы, Карно называл «моментом активности». Он придавал этой количественной характеристике исключительно большое значение в теории машин. Карно считал, что именно это количество нужно по возможности экономить, чтобы извлечь из двигателя весь тот эффект, который он способен дать. Пользуясь современным языком, это выражение под знаком суммы можно назвать виртуальной мощностью машины (т. е. работой всех приложенных сил на виртуальных перемещениях точек приложения в единицу времени). Карно приближается к введению понятия полезной мощности или полезного действия машины.

Это было время промышленного переворота в Европе. Карно главное внимание обращал на геометрическую картину движения звеньев механизма (исполнительной машины), на передачу движений от звена к звену. Он одним из первых говорил о необходимости изучать чисто геометрические закономерности движений безотносительно к силам. Карно пытался оперировать только величинами количеств движения, считая, что важнейшим типом взаимодействия материальных тел является удар или толчок. Но, как инженер, Карно понимал, что полностью без понятия силы механика не может быть построена.

Источник статьи: http://otvet.mail.ru/question/183376423

Точки приложения сил трения покоя, скольжения и качения. Пример задачи

Каждому школьнику известно, что при наличии контакта между двумя твердыми поверхностями возникает так называемая сила трения. Рассмотрим в данной статье, что она собой представляет, концентрируя свое внимание на точке приложения силы трения.

Каких видов бывает сила трения?

Прежде чем рассматривать точку приложения силы трения, необходимо кратко вспомнить, какие виды трения существуют в природе и технике.

Начнем рассматривать трение покоя. Этот вид характеризует состояние покоящегося твердого тела на какой-нибудь поверхности. Трение покоя препятствует любому смещению тела из его состояния покоя. Например, по причине действия этой самой силы нам трудно сдвинуть шкаф, стоящий на полу.

Трение скольжения — это еще один вид трения. Проявляет он себя в случае контакта между двумя скользящими друг по другу поверхностями. Трение скольжения препятствует движению (направление трения силы противоположно скорости тела). Ярким примером его действия является скольжение по снегу лыжника или конькобежца по льду.

Наконец, третий вид трения — это качение. Он существует всегда, когда одно тело катится по поверхности другого. Например, качение колеса или подшипников — это яркие примеры, когда важно учитывать силу трения качения.

Первые два из описанных видов возникают из-за шероховатостей на трущихся поверхностях. Третий же вид возникает по причине деформационного гистерезиса катящегося тела.

Точки приложения сил трения скольжения и покоя

Выше было сказано, что трение покоя препятствует внешней действующей силе, которая стремится сдвинуть с места объект вдоль поверхности контакта. Это означает, что направление силы трения противоположно направлению параллельной к поверхности внешней силы. Точка приложения рассматриваемой силы трения находится в области контакта двух поверхностей.

Важно понимать, что сила трения покоя не является величиной постоянной. Она имеет максимальное значение, которое рассчитывается по следующей формуле:

Однако это максимальное значение появляется только тогда, когда тело начинает свое движение. В любом другом случае сила трения покоя по модулю точно равна параллельной поверхности внешней силы.

Что касается точки приложения силы трения скольжения, то она не отличается от таковой для трения покоя. Говоря о разнице между трением покоя и скольжения, следует отметить абсолютное значение этих сил. Так, сила трения скольжения для данной пары материалов является постоянной величиной. Кроме того, она всегда меньше максимальной силы трения покоя.

Как можно заметить, точка приложения сил трения не совпадает с центром тяжести тела. Это означает, что рассматриваемые силы создают момент, стремящийся опрокинуть скользящее тело вперед. Последнее можно наблюдать, когда велосипедист резко тормозит передним колесом.

Трение качения и ее точка приложения

Поскольку физическая причина появления трения качения отличается от таковой для рассмотренных выше видов трения, то точка приложения силы трения качения имеет несколько иной характер.

Предположим, что колесо автомобиля стоит на асфальте. Очевидно, что это колесо деформируется. Площадь соприкосновения его с асфальтом равна 2*d*l, где l — ширина колеса, 2*d — длина бокового контакта колеса и асфальта. Сила трения качения по своей физической сути проявляется в виде момента реакции опоры, направленного против вращения колеса. Этот момент рассчитывается так:

Если его разделить и умножить на радиус колеса R, тогда получим:

Таким образом, сила трения качения Ft в действительности является реакцией опоры, создающей момент силы, который стремится замедлить вращение колеса.

Точка приложения этой силы направлена вертикально вверх относительно поверхности плоскости и смещена вправо от центра масс на величину d (при условии, что колесо движется слева направо).

Пример решения задачи

Действие трения силы любого вида стремится замедлить механическое движение тел, переводя при этом их кинетическую энергию в тепловую. Решим следующую задачу:

  • брусок скользит по наклонной поверхности. Необходимо рассчитать ускорение его движения, если известно, что коэффициент для скольжения равен 0,35, а угол наклона поверхности равен 35 o .

Рассмотрим, какие силы на брусок действуют. Во-первых, вниз вдоль поверхности скольжения направлена силы тяжести составляющая. Она равна:

Во-вторых, вверх вдоль по плоскости действует постоянная сила трения, которая направлена против вектора ускорения тела. Ее можно определить по формуле:

Тогда закон Ньютона для движущегося с ускорением a бруска примет вид:

Подставляя в равенство данные, получаем, что a = 2,81 м/с 2 . Заметим, что найденное ускорение не зависит от массы бруска.

Источник статьи: http://fb.ru/article/450179/tochki-prilojeniya-sil-treniya-pokoya-skoljeniya-i-kacheniya-primer-zadachi


Adblock
detector