建筑力学课件(整本)完整版知识讲解.ppt

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1、第二章静力学基本概念§2–1力的概念§2–2静力学公理§2–3力矩与力偶§2–4力在坐标轴上的投影§2–5力的平移定理确定力的必要因素力的三要素大小方向作用点力的效应外效应—改变物体运动状态的效应内效应—引起物体变形的效应力的表示法——力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。F力的单位——在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)1N=1公斤•米/秒2（kg•m/s2)。§2–1力的概念四、力系、合力与分力力系——作用于同一物体或物体系上的一群力。等效力系——对物体的作用效果相同的两个力系。平衡力系——能使物体维持平衡的力系。合力——在特殊情况下，能和一个力系等效的一个力。§2–1力的概念

2、分力——力系中各个力。公理一(二力平衡公理)要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只须这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。公理二(加减平衡力系公理)可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的作用。§2–2静力学公理推论(力在刚体上的可传性)作用于刚体的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用==FAF2F1FABF1AB§2–2静力学公理A公理三(力平行四边形公理)作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。F1F2R矢量表

3、达式：R=F1+F2即，合力为原两力的矢量和。§2–2静力学公理推论(三力汇交定理)当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。F1F3R1F2A=证明：A3F1F2F3A3AA2A1§2–2静力学公理公理四(作用和反作用公理)任何两个物体间的相互作用的力，总是大小相等，作用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体上。§2–2静力学公理OAdBF一、力矩的定义——力F的大小乘以该力作用线到某点O间距离d，并加上适当正负号，称为力F对O点的矩。简称力矩。§2-3力矩与力偶二、力矩的表达式:三、力矩的正负号规定：当有逆时针转动的趋向时，力

4、F对O点的矩取正值。四、力矩的单位：与力偶矩单位相同，为N.m。五、力矩的性质：1、力沿作用线移动时，对某点的矩不变2、力作用过矩心时，此力对矩心之矩等于零3、力矩的值与矩心位置有关，同一力对不同的矩心，其力矩不同。§2-3力矩与力偶4、力矩的解析表达式yxOxyAB§2-3力矩与力偶力对某点的矩等于该力沿坐标轴的分力对同一点之矩的代数和§2-3力矩与力偶F1F2d六、力偶和力偶矩1、力偶——大小相等的二反向平行力。⑴、作用效果：只引起物体的转动。⑵、力和力偶是静力学的二基本要素。力偶特性二：力偶无合力，即力偶不能与一个力等效，也不能与一个力平衡，力偶只能与另一力偶平衡。力偶特性一：力偶

5、在任何坐标轴上的投影等于零。力偶对物体只产生转动效应，不产生移动效应。工程实例§2-3力矩与力偶2、力偶臂——力偶中两个力的作用线之间的距离。3、力偶矩——力偶中任何一个力的大小与力偶臂d的乘积，加上适当的正负号。F1F2d力偶矩正负规定：若力偶有使物体逆时针旋转的趋势，力偶矩取正号；反之，取负号。量纲：力×长度，牛顿•米（N•m）.§2-3力矩与力偶八、力偶的等效条件同一平面上力偶的等效条件§2-3力矩与力偶FdFd因此，以后可用力偶的转向箭头来代替力偶。=作用在刚体内同一平面上的两个力偶相互等效的充要条件是二者的力偶矩大小值相等，转向相同。§2-3力矩与力偶推论1力偶可在其作用面

6、内任意移动，而不改变它对刚体的效应。推论2只要保持力偶矩的大小和力偶的转向不变，可同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变力偶对刚体的作用。九、力偶系、平面力偶系1定义：2平面力偶系可合成一个合力偶，其合力偶矩等于各分力偶矩之和。十、力对点的矩与力偶矩的区别：相同处：力矩的量纲与力偶矩的相同。不同处：力对点的矩可随矩心的位置改变而改变，但一个力偶的矩是常量。联系：力偶中的两个力对任一点的之和是常量，等于力偶矩。§2-3力矩与力偶反之，当投影X、Y已知时，则可求出力F的大小和方向：§2-4力在坐标轴的投影一、力在坐标轴上的投影：正负规定：投影起点至终点的指向与坐标轴正向一致，规定为正

7、，反之为负。yb´a´abFOxBFxFyA注意：投影与分力不是同一概念。力的投影X,Y是代数量，分力是矢量。§2-4力在坐标轴的投影AF2F1(a)F3F1F2RF3xABCD(b)合力在任一轴上的投影，等于它的各分力在同一轴上的投影的代数和。证明：以三个力组成的共点力系为例。设有三个共点力F1、F2、F3如图。二、合力投影定理：§2-4力在坐标轴上的投影合力R在x轴上投影：F1F2RF3xABCD(b)推广到任意多个力F1、