正交分解法是:求合力的一种方法。以力为例,就是将受力物体所受外力平移到平面
坐标系的原点(限同一平面内的
共点力)并沿选定的相互垂直的x轴和y
轴方向分解,然后分别求出x轴方向、y轴方向的合力ΣFx、ΣFy,由于ΣFx、ΣFy相互垂直,可利用
勾股定理方便的求出物体所受外力的合力ΣF{大小和方向}。
求多个共点力合成时,如果连续运用平行四边形定则求解,一般来说要解若干个
斜三角形,一次又一次地求部分合力的大小和方向。计算过程显得十分复杂,如果采用力的正交分解法求合力,计算过程就显得较为明了。其基本思想是先分解再合成。
第二步,将题目所给定跟要求的各矢量沿x、y方向分解,求出各分向量,凡跟x、y轴方向一致的为正;凡与x、y轴反向为负,标以“一”号,凡跟轴垂直的向量,该矢量在该轴上的分量为0,这是关键的一步。
第三步,根据在各轴方向上的
运动状态列方程,这样就把向量运算转化为
标量运算;若各时刻运动状态不同,应根据各时间区间的状态,分阶段来列方程。这是此法的核心一步。
在高中数学及物理学习中,正确应用正交分解法能够使一些复杂的问题简单化,并有效的降低解题难度.例如
立体几何需要建系设点法向量三步曲,力的正交分解法在整个动力学中都有着非常重要的作用。
1.力是矢量F′在X轴Y轴上的
分向量F′x和F′y是向量,分量为正值表示分向量的方向跟
坐标轴的方向相同,分量为负值表示分向量的方向跟坐标轴的方向相反。
2.确定向量
正交分量的坐标轴,不一定是取竖直方向和
水平方向。例如,分析物体在
斜面上的受力情况,一般选取x轴与斜面平行,y轴与斜面垂直。坐标轴的选取是以使问题的分析简化为原则。通常选取坐标轴的方法是:选取一条坐标轴与物体运动的
加速度的方向相同(包括处理物体在斜面上运动的问题),以求使物体沿另一条坐标轴的加速度为零,这样就可得到外力在该坐标轴上的分量之和为零,从而给解题带来方便。
3.正交分解法适用于求多个力的合力。在分解时,要注意根据实际情况让尽量多的力落在
平面直角坐标系中。
把力沿着两个经选定的互相垂直的方向分解叫力的正交分解法,在多个共点力作用下,运用正交分解法的目的是用
代数运算公式来解决矢量的运算.在力的正交分解法中,分解的目的是为了求合力,尤其适用于物体受多个力的情况,物体受到F1,F2,F3…,求合力F时,可把各力沿相互垂直的x轴,y轴分解,则在x轴方向各力的分力分别为 F1x,F2x,F3x…,在y轴方向各力的分力分别为F1y,F2y,F3y….那么在x轴方向的合力Fx = F1x+ F2x+ F3x+ … ,在y轴方向的合力Fy= F2y+ F3y+ F3y+….合力,设合力与x轴的夹角为θ,则要求合力,运用
三角函数解出即可.在运用正交分解法解题时,关键是如何确定
直角坐标系。
在
静力学中,以少
分解力和容易分解力为原则;在动力学中,以加速方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标,这样使
牛顿第二定律表达式为:F=ma。