Statik.
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Statik.
Fig. 412.
eines festen Körpers (Fig. 412) bezüglich
von zwei entgegengesetzten sonst glei
chen Kräften P und — P angegriffen
sind, so nennt man diese Verbindung
ein Paar (Kräftepaar, couple). Man un
terscheidet :
1) den Arm des Paares p, d. h. den
senkrechten Abstand beider Kräfte,
2) das Moment desselben, d. h. das
Product aus Arm und Kraft, oder das
statische Moment der Kraft P in Bezug
auf Punkt B.
Das Moment kann postiiv oder negativ
sein. Um zu prüfen, wann eines oder
das andere der Fall sei, verfährt man am
einfachsten, wenn man sich einen der
Punkte, B, fest denkt, und untersucht in
welchem Sinne mittels der Kraft P eine
Drehung des Punktes A um B erfolgen
kann. Ist diese Drehung die des Zei
gers einer Uhr so kann das Moment
z. B. als positiv, im andern Falle als
negativ betrachtet werden. Dieselben
Betrachtungen sind übrigens auch bei
statischen Momenten zu machen.
3) Die Axe des Paares ist eine Grade,
welche auf letzterem senkrecht steht,
nach dem einen oder anderen Sinne ge
richtet ist, je nachdem das Moment po
sitiv oder negativ ist, und durch ihre
Länge die Grösse des Momentes angibt.
Diese Axe repräsentirt das Paar völlig,
und man pflegt auch statt zu sagen, die
Axe sei so gerichtet oder habe diese
Grösse, dies vom Paare selbst auszu
sagen.
Kehren wir nun zu dem von beliebigen
Kräften angegriffenen Körper zurück.
Wenn man durch irgend einen Punkt O,
den wir immer als Anfangspunkt be
trachten können, Kräfte P legt, die ent
sprechend allen auf den Körper wirken
den gleich und gleichgerichtet sind, zu
gleich aber die entgegengesetzten Kräfte
— P, so wird, da diese die ersteren in
Gleichgewicht halten, der Zustand des
Körpers nicht geändert. Zugleich kann
man einerseits die Kräfte /*, welche an O
angebracht sind, besonders betrachten,
und in eine Mittelkraft vereinen. Es
bleibt dann noch in 0 eine Kraft — P,
die in Gemeinschaft mit der an irgend
einem Punkte A wirkenden Kraft P ein
Paar bildet. Die auf den Körper wir
kenden Kräfte lassen sich also ersetzen,
durch eine in einem beliebigen Punkte
angebrachte Mittelkraft und einer Reihe
von Paaren. Es lässt sich aber zeigen,
dass alle diese Paare, sich zu einem ein
zigen vereinen lassen.
Denn denke man sich eine Kraft Q,
die in Punkt O wirkt, Winkel mit Co
sinus a, b, c mit den Axen macht, ferner
ein Paar, dessen Kräfte gleich R, dessen
Arm gleich r sein soll, dessen Axe
Winkel mit Cosinus l, m, n mit den
Axen macht, so müssen, damit diese
beiden alle auf das System wirkenden
Kräfte ersetzen, die Kraft — Q und die
beiden Kräfte + R und — R in ihren
Angriffspunkten (von denen keiner mit
dem Anfangspunkt zusammen zu fallen
braucht) in entgegengesetzter Richtung
angebracht, d. h. das Paar entgegenge
setzt genommen, den übrigen das Gleich
gewicht halten. Das so entstehende Paar
wird dann das Moment — Rr haben.
Aus den Gleichungen 1) fallen + R und
— R ganz weg und man hat:
3) ZPa - Qa, 2Pß = Qb, iPy = Qc
Gleichungen, welche nur ausdrücken, dass
Q die Mittelkraft der in O vereinigten
Kräfte ist (vergl. den vorigen Abschnitt).
Aus den Gleichungen 2) oder 26) fällt
die Kraft Q ganz aus, da der Arm die
ser Kraft Null ist, also:
4) ¿Ppk = Rrl,
2Pp/x = Rrm,
iPpv — Rrn.
Diese drei Gleichungen bestimmen völlig
das Moment Rr und die Richtung des
Paares. Sie lassen völlig willkürlich,
wie die Kraft des Paares in ihrer Ebene
liege, vorausgesetzt, dass das Product
aus Kraft und Arm einen gegebenen
Werth habe, ferner bleibt auch, da nur
/, m, n bestimmt sind, die Ebene des
Paares beliebig, vorausgesetzt, dass sie
einer gegebenen Ebene parallel ist. D. h.: