静力学公理与受力分析

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1、第一篇静力学上海工程技术大学工程力学部刘立厚1静力学引言第一篇《静力学》静力学是讲授作用于物体上力系的平衡规律。力系：是指作用于物体上的一群力。平衡：物体相对惯性参考系静止或作匀速的直线运动。静力学主要研究：物体的受力分析；各力系的简化与合成；各力系的平衡条件及其应用。惯性参考系：惯性参考体上所建的坐标系。地面。惯性参考体：在这门课中指地面。2第一章静力学公理与物体的受力分析上海工程技术大学工程力学部刘立厚3第一章静力学公理和物体的受力分析§1–1刚体和力的概念§1–2静力学公理§1–3约束与约束力§1–4物体的受力分析与受力图第一章静力学基本公理和物体

2、的受力分析4一、刚体的概念实际上，物体的受力是要变形的，只是这种变形在所讨论的问题中是可以忽略的。刚体的定义：受力而不变形的物体；或：受力后，任意两点之间距离不变的物体。§1-1刚体和力的概念第一章静力学基本公理和物体的受力分析5a)物体的运动状态发生变化；1．定义：力是物体之间相互的机械作用。2．力的作用效应：b)物体的形状发生变化。（外效应）(内效应）1.移动2.转动3.移动＋转动力的产生：a力场b物体之间相互接触。重力场，万有引力场。这种作用产生两种效果理力所研究的内容这给我们分析力，找力提供了依据。一、刚体的概念二、力的概念第一章静力学基本公理和

3、物体的受力分析人用力推车简支梁上放置圆柱63．力的三要素：1．定义：力是物体之间相互的机械作用。2．力的作用效应：大小：物体之间相互机械作用强弱的程度。外效应，内效应。国际制单位：N(牛顿)kN(千牛顿)方向：方位与指向；水平向左、水平向右。作用点：物体之间相互接触的部位。接触的部位小，可称为集中力。接触的部位大，可称为分布力。二、力的概念一、刚体:受力而不变形的物体；第一章静力学基本公理和物体的受力分析P是圆柱的自重作用于重心处大小，方向和作用点；7力的矢量表示：在图中用带箭头的有向线段表示。作用点：用有向线段的起点或终点表示。在受力图中，线段的长短没

4、有关系。用带箭头字符表示：在图解法中，线段的长短与力的大小是成比例的。分布力：分布线力、分布面力、分布体力。第一章静力学基本公理和物体的受力分析84、力系:作用在物体上一群力的总称。平衡力系：使运动状态不变的力系。平衡力：平衡力系中任一力相对其它力而言，这个力是平衡力。等效力系：例如：若运动效果相同，则作用效果相同两个力系分别作用于同一物体其效应相同，则这两个力系等效。第一章静力学基本公理和物体的受力分析分别作用于同一物体，9力系的简化：以一个简单力系等效代替一复杂的力系。作用效果相同作用效果相同第一章静力学基本公理和物体的受力分析10小结1、刚体：受力

5、而不变形的物体。2、力：力是物体之间相互的机械作用。力的作用效应：力的外效应（理论力学所研究的内容）力的内效应（材料力学所研究的内容）力系：作用在物体上的一群力平衡力系：使物体的运动不变的力系。力的三要素：力的大小、方向、作用点。力的矢量表示：力系的简化：用一简单的力系等效的代替一复杂的力系。第一章静力学基本公理和物体的受力分析11公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。公理1力的平行四边形法则作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的

6、平行四边形的对角线来表示。只求合力的大小时，可用力的三角形法则此公理表明了最简单力系合成规律，它是复杂力系合成的基础。第一章静力学基本公理和物体的受力分析§1-2静力学公理12这两个力大小相等方向相反作用线共线，作用于同一个物体上。②对变形体来说，上面的条件只是必要条件（或多体中）。此公理是讨论力系平衡的基础。第一章静力学基本公理和物体的受力分析公理2二力平衡条件作用于一个刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：说明：①对刚体来说，上面的条件是充要条件；13推论1：力的可传性在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。加减平

7、衡力系，力的可传性都是用于刚体上力系的简化。第一章静力学基本公理和物体的受力分析公理3、加减平衡力系公理作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点，而不改变该力对刚体的效应。一个平衡力系一个平衡力系14刚体受三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力的作用线共面。推论2：三力平衡汇交定理使用的地方：在一个平衡的物体上受三个力，已知二个力的方向，第三个力的的方向可由推论2来确定。ABCDCDA分析AD杆的受力第一章静力学基本公理和物体的受力分析在特殊情况下，力在无穷远处汇交——平行力系。15[证]∵为平衡力系

8、，第一章静力学基本公理和物体的受力分析推论2：三力平衡汇交定理又∵二力平衡必等值