理论力学概述.pptVIP

力矩力对点的矩人用扳手转动螺母，会感到加在扳手上的力越大，或者力的作用线离中心越远，就越容易转动螺母，如图所示。力使刚体绕某点O转动的效应，不仅与力的大小成正比，而且与O至力作用线的垂直距离成正比。故力F对物体的转动效应可用两者的乘积F.d来度量，力F对物体的转动方向不同，其效果也不同。第29页，共49页，星期日，2025年，2月5日力矩力对点之矩表示力使物体绕某点转动的量称为力对点之矩，简称力矩。O为力矩的中心，简称矩心。一般规定，力使物体绕转动中心逆时针旋转时为正；反之，为负。记作：Mo(F)=±F.d力矩的单位取决于力和力臂的单位，在国际单位制中常用单位:牛顿.米[N.m]注意：力矩在下列两种情况下为零：力等于零；力臂等于零，即力的作用线通过矩心。第30页，共49页，星期日，2025年，2月5日力矩合力矩定理平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩，等于力系中各分力对同一点力矩的代数和。绕定点转动物体的平衡条件是：各力对转动中心O点的矩的代数和等于零，即合力矩等于零。第31页，共49页，星期日，2025年，2月5日力偶在实践中，常可见到物体受两个大小相等、方向相反、作用线平行而不重合的两个力的作用，例如：第32页，共49页，星期日，2025年，2月5日力偶定义：两个大小相等，方向相反，且不共线的平行力组成的力系称为力偶。力偶的表示法书面表示（F，F’）图示：带箭头的圆弧线力偶矩实践可得，力偶对物体作用效果的大小，与力F的大小成正比，又与力偶臂d的大小成正比，由此，可用Fd来度量力偶作用效果的大小，称为力偶矩，记为M，即M=±F.d正负规定：逆时针为正单位：牛米[N.m]M第33页，共49页，星期日，2025年，2月5日力偶的性质1、力偶只能改变物体的转动效应。2、力偶在任何坐标上的投影等于零。综上所述，力偶对物体的转动效应，取决于下列三要素：即力偶矩的大小、力偶的转向、力偶作用面的方位。力偶第34页，共49页，星期日，2025年，2月5日力矩和力偶都能使物体的转动状态发生改变，这是它们的共性，不同的是，力矩使物体的转动效应与矩心的位置有关，而力偶对其作用面内任一点的矩为常数，且等于力偶矩本身，这说明：力偶对物体的转动效应完全取决于力偶矩的大小和转向，而与矩心的位置无关。力偶平面力偶系的合成和平衡：同平面内几个力偶可以合成一个合力偶。合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。平面力偶系的平衡条件为合力偶矩等于零。第35页，共49页，星期日，2025年，2月5日理论力学概述第1页，共49页，星期日，2025年，2月5日总第一讲第一章力的平衡规律绪论刚体和力的概念静力学公理约束与约束反力绘受力图力偶与力偶矩教学要求：1、熟悉工程力学的研究对象、内容，2、掌握刚体、平衡、力的概念3、掌握五个公理第2页，共49页，星期日，2025年，2月5日第一章力的平衡规律静力学是研究物体在力系作用下的平衡规律。力系是指作用在物体上的一组力{F1,F2,…,Fn}合力——与某力系等效的力{F1,F2,…,Fn}{FR}平衡状态是物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态。物体处于平衡状态时，作用于该物体上的力系称为平衡力系。此时，{F1,F2,…,Fn}{0}静力学所研究的主要内容之一是建立力系的平衡条件，并借此对物体进行受力分析。第3页，共49页，星期日，2025年，2月5日刚体和力的概念刚体所谓刚体，就是在任何外力的作用下，其形状和大小始终保持不变的物体。力的概念力是物体间的相互作用，其效果是使物体的运动状态发生变化，或使物体变形。力对物体作用效应外效应：使物体的运动状态发生改变；内效应：使物体的形状发生改变力是矢量力对物体的作用效果取决于以下三个要素：力的大小、方向、作用点力的单位：牛[顿]（N）或千牛（kN）三要素中的任何一个要素改变，都会使力的作用效果改变第4页，共49页，星期日，2025年，2月5日力的图示法刚体和力的概念力用有向线段表示力的三要素，如图1.1所示，这种方法叫做力的图示法。矢量的长度按一定的比例表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点。通过作用点，沿着力的方向引出的直线，称为力的作用线。例如