Речь в этом пункте пойдет о системе из двух сил. Однако не всякая система из двух сил образует пару. Пара сил – система двух сил, равных по модулю и противоположно направленных. Из определения вытекает, что линии действия сил, образующих пару, обязательно параллельны.
Через две параллельные прямые всегда можно провести плоскость. Плоскость пары сил – плоскость, проходящая через линии их действия. Естественно задать сразу же такой вопрос: может ли пара сил быть эквивалентна нулю?
По аксиоме о двух силах, пара сил эквивалентна нулю ? ее силы лежат на одной прямой. В такой ситуации, разумеется, плоскость пары сил определяется неоднозначно. В частном случае, когда векторы сил пары равны нулю, также можно считать, что силы лежат на одной прямой. Если же линии действия сил пары не совпадают, то пара сил нулю не эквивалентна. Таким образом, это – простейший пример такой системы сил, которую нельзя заменить одной силой, т.е. которая не сводится к равнодействующей. Вывод: главный вектор пары сил равен нулю, а главный момент пары сил не зависит от выбора полюса. Действительно, последнее выражение не зависит от того, где именно взят полюс O.
Поэтому вводится такая терминология. Момент пары сил – свободный вектор, равный векторному про- изведению радиус-вектора точки приложения одной из сил пары, взя- того относительно другой точки приложения, на эту силу. В последнем выражении оба сомножителя векторного произведения изменили знак, так что результат не изменился. Мы только что видели, что главный момент пары сил относительно любого полюса один и тот же и равен моменту пары. Особенно легко вычисляется модуль момента пары сил. В самом деле, введем такое определение:
Плечо пары сил – расстояние между линиями действия сил пары. Расстояние между параллельными прямыми равно длине общего перпендикуляра к этим прямым. На рисунке за основание перпендикуляра взята точка приложения силы. Нетрудно вычислить и направление момента пары сил, поскольку этот момент равен моменту силы F.
B относительно точки A (а направление момента силы мы определять умеем). В результате получаем такое утверждение: Момент пары
Вес, или точнее масса, водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха, называется абсолютной влажностью воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. При одной и той же температуре воздух может поглотить вполне определенное количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения. Абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения носит название влагоемкости.
Величина влагоемкости воздуха резко возрастает с увеличением его температуры. Отношение величины абсолютной влажности воздуха при данной температуре к величине его влагоемкости при той же температуре называется относительной влажностью воздуха.
Для определения температуры и относительной влажности воздуха пользуются специальным прибором — психрометром. Психрометр состоит из двух термометров. Шарик одного из них увлажняется с марлевого чехла, конец которого опущен в сосуд с водой. Другой термометр остается сухим и показывает температуру окружающего воздуха. Смоченный термометр показывает температуру более низкую, чем сухой, так как испарение влаги из марли требует определенного расхода тепла. Температура смоченного термометра носит название предела охлаждения. Разность между показаниями сухого и смоченного термометров называется психрометрической разностью.
Между величиной психрометрической разности и относительной влажностью воздуха имеется определенная зависимость. Чем больше психрометрическая разность при данной температуре воздуха, тем меньше относительная влажность воздуха и тем больше влаги может поглотить воздух. При разности равной нулю воздух насыщен водяным паром и дальнейшего испарения влаги в таком воздухе не происходит.
Формулы
Абсолютная влажность воздуха (f) — это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1м3 воздуха:
f = (масса содержащегося в воздухе водяного пара) /(объём влажного воздуха)
Обычно используемая единица абсолютной влажности: (f) = г/м3
φ = (абсолютная влажность) /(максимальная влажность)
Относительная влажность обычно выражается в процентах. Эти величины связаны между собой следующим отношением:
φ = (f×100)/fmax