9. Grafické řešení statických úloh 116Podle věty o třech silách, se nositelky ⃗ F A , ⃗ FB , a ⃗ F v se protínají v jednom bodě a silový obrazecje uzavřen se šipkami v jednom smyslu. V prvním kroku řešení sestrojíme nositelky sil, kteréprocházejí bodem C a v druhém kroku sestrojíme silový obrazec, viz obr. 9.11.2. Soustava π je točivá, určená ⃗ M a soustava π R = { ⃗ F A , ⃗ F B }, viz obr. 9.12. Pro ⃗ F A , ⃗ F Bstejně jako v předchozím případě známe: ⃗ F A – působiště, ⃗ F B – nositelku. Těleso T je ve statickérovnováze.Obr. 9.12:Silová soustava π je jednoznačně určena momentem M. ⃗ Nejjednodušší silovou soustavou, kterámá uvedené vlastnosti π je silová dvojice. Síly F ⃗ a −F ⃗ jsou stejně velké, opačně orientovanéa leží na rovnoběžných nositelkách Vzdálenost nositelek určíme ze vztahu d = M, přičemžFvelikost F jsme zvolili. Úlohu řešíme s použitím superpozice. Působí-li na těleso síla F ⃗ , určímesíly F ⃗ A a F ⃗ B podle věty o třech silách a označíme je F ⃗ A ′ a F ⃗ B ′ , viz. úloha 1 . Obdobně pro sílu−F ⃗ vyřešíme síly F ⃗ A ′′ a F ⃗ B ′′.Síla F ⃗ A je výslednicí sil F ⃗ A ′ a F ⃗ A ′′ a síla F ⃗ B je výslednicí F ⃗ B ′ a F ⃗ B ′′.Tuto úlohu můžeme výhodně řešit na základě následujícíúvahy. Soustava π působící na těleso je určena momentemM. ⃗ Podmínka statické rovnováhy bude splněna,budou-li síly F ⃗ A a F ⃗ B tvořit silovou dvojici, jejíž momentMd ⃗ = −M, ⃗ tedy je-li nositelka síly F ⃗ A rovnoběžnás nositelkou síly F ⃗ B a prochází bodem A (obr. 9.13).Vzdálenost a nositelek změříme a velikost sil FA ⃗ a F ⃗ Burčíme početně ze vztahu F A = F B = M , orientace sila⃗F A , FB ⃗ je dána podmínkou M ⃗ d = −M. ⃗ Výhoda uvedenéhograficko-početního řešení spočívá v tom, že je jednoduššínež grafické řešení a zachovává názornost grafickéhořešení při určení polohy nositelek a orientace sil.Obr. 9.13:3. Soustava π je určena výslednicovým bivektorem { ⃗ F v , ⃗0} a soustava π R = { ⃗ F A , ⃗ FB }.Pro ⃗ F A a ⃗ F B známe tyto veličiny: ⃗ F A – směr nositelky, ⃗ F B – nositelkuNa těleso, které je ve statické rovnováze, působí tři síly. Podle věty o třech silách se nositelky
9. Grafické řešení statických úloh 117Obr. 9.14:protínají v jediném bodě A. Další postup je stejný jako u 1 a zřejmý z obr. 9.14.4. Soustava π je určena {⃗0, ⃗ M}, soustava πR = { ⃗ F A , ⃗ FB } Pro ⃗ F A , ⃗ FB známe stejnéveličiny jako v případě 3 : pro ⃗ F A – směr nositelky, pro ⃗ F B – nositelku.Statická rovnováha nastane pouze tehdy, budou-li síly⃗F A , FB ⃗ tvořit silovou dvojici určenou momentem M ⃗ d =−M. ⃗ Tato podmínka je splněna pouze tehdy, když nositelkaF ⃗ B je rovnoběžná se směrem nositelky F ⃗ A (na obr.9.15 je znázorněn případ, kdy statická rovnováha nenímožná). Velikost F ⃗ A , FB ⃗ určíme početně z podmínkyF A · a = F B · a = M. V této rovnici buď F A nebo azvolíme a zbylý parametr vypočítáme.Obr. 9.15:5. Soustava π je určena { ⃗ F v ,⃗0}, soustava π R = { ⃗ F A , ⃗ FB }. Pro ⃗ F A , ⃗ FB známe tytoveličiny: ⃗ F A – velikost, ⃗ F B – nositelku.Obr. 9.16:Grafická konstrukce je zřejmá z obrázku obr. 9.16. Z něj je zřejmé, že úloha má jedno řešení(jestliže v silovém obrazci F A = d), dvě řešení (jestliže F A > d) nebo reálné řešení neexistuje(v případě F A < d).6. Soustava π je určena {⃗0, ⃗ M}, soustava πR = { ⃗ F A , ⃗ FB }. Pro ⃗ F A , ⃗ FB známe tytoveličiny: ⃗ F A – velikost, ⃗ F B – nositelku.