[理学]静力学基础.ppt

公理1: 力的平行四边形法则 作用在物体上同一点的两个力，可以 合成为 一个合力，合力也作用于该点，其大小和方向 由这两个力矢为边所构成的平 行四边形的对角 线确定. * 第二章 静力学基础 第一节 力、力矩及其性质 力(Force)是物体间相互的机械作用 力对物体作用效应(Effect of an action )： 一是使物体的机械运动状态发生改变， 叫做力的运动效应或外效应。 二是使物体的形状发生改变， 叫做力的变形效应或内效应。 一 力的基本概念 力的大小 、力的方向 、力的作用点 。 力的图示法 力的三要素： 力具有大小和方向， 所以说力是矢量(vector )。 可以用一带箭头的直 线段将力的三要素 表示出来， 如图1.1所示。 第二章 静力学基础 力的定义 力是物体间相互间的机械作用。 力的效应 使物体的机械运动状态发生改变，叫做力的运动效应或外效应。使物体的形状发生改变，叫做力的变形效应或内效应。 力的三要素 力的大小、方向、作用点称为力的三要素。 力的表示法 力是一个矢量，用带箭头的直线段来表示，如右图所示（虚线为力的作用线）。 第二章 静力学基础 力的单位 力的国际单位是牛顿(N)或千牛顿（kN）。 力系的定义  作用于同一个物体上的一组力。 力系(System of forces )的分类 各力的作用线都在同一平面内的力系 称为平面力系； 各力的作用线不在同一平面内的力系 称为空间力系。 第二章 静力学基础 平面力偶系： 若干个力偶(Couple) （一对大小相等、指向相反、作用 线平行的两个力称为一个力偶）组成的力系。 平面力系的分类 平面汇交力系： 各力作用线都汇交于同一点的力系。 第二章 静力学基础 平面力系的分类 平面平行力系： 各力作用线平行的力系。 平面一般力系： 各力作用线既不汇交又不平行的平面力系。 第二章 静力学基础 等效力系 (Equivalent force system ) 指两个力(系)对物体的作用效果完全相同。 平衡力系(Equilibrium force system ) 力系作用下使物体平衡的力系。 合力与分力 若一个力与一个力系等效。则这个力 称为该力系的合力，而力系中的各个力称 为该合力的一个分力。 第二章 静力学基础 刚体(Rigid body ) 在任何外力的作用下，大小和形状始 终保持不变的物体。 例如: 桥梁在车辆、人群等荷载作用下的最大竖直变形一般不超过桥梁跨度的1/700～1/900。物体的微小变形对于研究物体的平衡问题影响很小，因而可以将物体视为不变形的理想物体——刚体 第二章 静力学基础 二 静力学公理 合力矢也可用力三角形求得, 此公理表明了最简单 力系的简化规律，是复杂力系简化的基础。 错误 正确 正确 公理2: 二力平衡条件 作用在刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必 要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反 ，且作用在同一直线上. 最简单力系的平衡条件 在两个力作用下平衡的刚体——二力构件 二力构件受力沿力作用点连线方向！ A B A B 二力构件承受外力与本身形状无关. 公理3: 加减平衡力系原理 在作用于刚体的已知力系中，加上或去掉任意 的平衡力系，并不改变原力系 对刚体的作用。 推理1 力的可传性 作用于刚体上某点的力，可以沿其作用线移至刚 体内任一点，而不改变它对于刚体的作用。 作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为 大小、方向和作用线。 当刚体受三个力而处于平衡时，若其中两个力的作 用线汇交于一点，则第三个力作用线必交于同一点， 且三个力 的作用线在同一平面内。 推理2 三力平衡汇交定理 公理4: 作用和反作用定律 作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等 值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上。 在画物体受力图时要注意此公理的应用。 A B A B 公理5:刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此 变形体刚化为刚体，则平衡状态不变. 柔性体（受拉力平衡） 刚化为刚体（仍平衡） 反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件， 对变形体是必要的但非充分的。 刚体（受压平衡） 柔性体（受压不能平衡） 二 力矩与力偶 在力的作用下，物体将发生移动和转动。力的转动效应用力矩