约束的类型有哪些?
1、柔体约束(绳索类)
由绳索、链条、胶带等柔体物体所构成的约束。柔体约束的约束反力通过接触点,其方向沿着柔体约束的中心线且背离物体。柔体约束的反力恒为拉力。
2、光滑接触面(地面、墙面类)
当两物体接触面之间的摩擦力小到可以忽略不计时,可将接触面视为理想光滑的约束。这时,不论接触面是平面或曲面,都不能限制物体沿接触面切线方向的运动,而只能限制物体沿着接触面的公法线指向约束物体方向的运动。
3、固定铰链约束
由铰链构成的约束,只能限制物体在该平面内任意方向相对移动,而不能限制物体绕销钉的相对运动。
约束力物理意义
约束力的大小是未知的,取决于非自由质点系的运动状态和作用于非自由质点系的其他力,应通过力学定律(如运动微分方程)确定。
例如,火车受到钢轨的约束,不论运动的起始条件和火车所受的推力如何,行驶中的火车(在几何上)总是沿着预定的曲线轨道运动。钢轨迫使火车按预定曲线运动的力就是约束力,其大小取决于火车所受的其他力和火车的速度、加速度。
又如,长为l的细刚杆(重量可忽略)的一端连以小球,另一端O以球铰链悬挂而组成球面摆。小球受刚杆约束,而在重力和刚杆所加约束力作用下,以O点为中心,作半径为l的球面运动,刚杆加于小球的约束力的大小,取决于小球所受的重力和速度(速度决定向心加速度的大小)。