昨晚,俺提出了关于重力受力图的三个小问题。其实这三个小问题只是引言,是想引出力偶这个榆木脑袋MC整不明白的东东。可惜,本坛没人理解俺的深意,帮俺说力偶。只好自己赤膊上阵,自问自答了。
回答这三个小问题,需要使用力偶的概念。所谓力偶就是大小相等,方向相反,不作用在同一位置上的一对力。因为大小相等,方向相反,所以力偶的合力在数量上等于零。但“数量上等于零”,不等于力偶就是“空”。力偶并不“空”,它产生了一个力矩,大小等于力偶的力乘以这对力作用位置的间距(间距是力在其垂直方向的距离)。
物理把力分为两类:集中力和分布力。集中力就是力作用于一个无限小尺度的质点上,而分布力就是力作用于一个有一定尺度的物体上。这个世界,不存在尺度无限小的东西,所以质点和集中力都是逻辑上的抽象,真实世界并不存在。不幸的是,牛顿定律只能运用于真实世界并不存在的质点上。这就变成个问题了,但这问题被牛顿自己解决了。他发明了微积分,用抽象的数学,解决掉抽象的质点和集中力,这就是大师的厉害之处。
引入了力偶,集中力的作用点就不重要了,可以随便移动了。移动后,这个力就变成了一个和它一样的力,再加上一个力偶。力偶的大小等于这个力乘以力移动的间距。
下面回答俺提出的三个小问题:
1)真实的重力是个分布力,因为全身任何部位都有重量,为何能用集中力Fg来代表?
这是把分布全身的重力都移动到了重心,于是产生了一些和它们一样的力,再加上一些力偶。“一些和它们一样的力”加在一起就是体重Fg,而那些力偶因为是重心都会互相抵消而消失,最后只剩下一个Fg。比如手,左手的力偶会抵消掉右手的力偶,只剩两个手的重量。
2)一般都说,重力Fg的作用位置是重心。可不可以不画在重心上?
答案是可以。重力可以画在身体的任何部位,甚至可以离开你的身体十万八千里。不过,离开你的身体十万八千里,力偶就会很大很大。不画在重心上也是自找麻烦,只有“宇宙级白痴”才会干。
3)如果不画在重心上,如何画才对?
只要加上一个力偶,就画对了。