静力学第一章静力学公理

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理论力学复习总结(知识点)

理论力学复习总结(知识点)

第一篇静力学第1 章静力学公理与物体的受力分析1.1 静力学公理公理1 二力平衡公理:作用于刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。

F=-F’工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件,称为二力构件或二力杆。

公理 2 加减平衡力系公理:在作用于刚体的任意力系上添加或取去任意平衡力系,不改变原力系对刚体的效应。

推论力的可传递性原理:作用于刚体上某点的力,可沿其作用线移至刚体内任意一点,而不改变该力对刚体的作用。

公理3 力的平行四边形法则:作用于物体上某点的两个力的合力,也作用于同一点上,其大小和方向可由这两个力所组成的平行四边形的对角线来表示。

推论三力平衡汇交定理:作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于一点,则此三个力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。

公理4 作用与反作用定律:两物体间相互作用的力总是同时存在,且其大小相等、方向相反,沿着同一直线,分别作用在两个物体上。

公理 5 钢化原理:变形体在某一力系作用下平衡,若将它钢化成刚体,其平衡状态保持不变。

对处于平衡状态的变形体,总可以把它视为刚体来研究。

1.2 约束及其约束力1.柔性体约束2.光滑接触面约束3.光滑铰链约束第2章平面汇交力系与平面力偶系1.平面汇交力系合成的结果是一个合力,合力的作用线通过各力作用线的汇交点,其大小和方向可由失多边形的封闭边来表示,即等于个力失的矢量和,即F R=F1+F2+…..+Fn=∑F2.矢量投影定理:合矢量在某轴上的投影,等于其分矢量在同一轴上的投影的代数和。

3.力对刚体的作用效应分为移动和转动。

力对刚体的移动效应用力失来度量;力对刚体的转动效应用力矩来度量,即力矩是度量力使刚体绕某点或某轴转动的强弱程度的物理量。

(Mo(F)=±Fh)4.把作用在同一物体上大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力所组成的力系称为力偶,记为(F,F’)。

第一章 静力学公理与物体的受力分析

第一章 静力学公理与物体的受力分析

第一章静力学公理与物体的受力分析第一篇静力学静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的一门科学。

静力学中所指的物体都是刚体。

所谓刚体是指物体在力的作用下,其内部任意两点之间的距离始终保持不变,这是一种理想化的力学模型。

“平衡〞是指物体相对于惯性参考系〔如地面〕保持静止或作匀速直线运动的状态,是物体运动的一种特殊形式。

静力学主要研究以下三个问题: 1.物体的受力分析分析物体共受几个力作用,每个力的作用位置及其方向。

2.力系的简化所谓力系是指作用在物体上的一群力。

如果作用在物体上两个力系的作用效果是相同的,那么这两个力系互称为等效力系。

用一个简单力系等效地替换一个复杂力系的过程称为力系的简化。

力系简化的目的是简化物体受力,以便于进一步分析和研究。

3.建立各种力系的平衡条件刚体处于平衡状态时,作用于刚体上的力系应该满足的条件,称为力系的平衡条件。

满足平衡条件的力系称为平衡力系。

力系平衡条件在工程中有着特别重要的意义,是设计结构、构件和零件的静力学根底。

第一章静力学公理与物体受力分析§1.1力的概念与分类力是人们从长期生产实践中经抽象而得到的一个科学概念。

例如,当人们用手推、举、抓、掷物体时,由于肌肉伸缩逐渐产生了对力的感性认识。

随着生产的开展,人们逐渐认识到,物体运动状态及形状的改变,都是由于其它物体对其施加作用的结果。

这样,由感性到理性建立了力的概念:力是物体间相互的机械作用,其作用结果是使物体运动状态或形状发生改变。

实践说明力的效应有两种,一种是使物体运动状态发生改变,称为力对物体的外效应;另一种是使物体形状发生改变,称为力对物体的内效应。

在静力学局部将物体视为刚体,只考虑力的外效应;而在材料力学局部那么将物体视为变形体,必须考虑力的内效应。

力是物体之间的相互作用,力不能脱离物体而独立存在。

在分析物体受力时,必须注意物体间的相互作用关系,分清施力体与受力体。

否那么,就不能正确地分析物体的受力情况。

理论力学复习总结(知识点)

理论力学复习总结(知识点)

第一篇静力学第1 章静力学公理与物体的受力分析1.1 静力学公理公理1 二力平衡公理:作用于刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。

F=-F’工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件,称为二力构件或二力杆。

公理2 加减平衡力系公理:在作用于刚体的任意力系上添加或取去任意平衡力系,不改变原力系对刚体的效应。

推论力的可传递性原理:作用于刚体上某点的力,可沿其作用线移至刚体内任意一点,而不改变该力对刚体的作用。

公理3 力的平行四边形法则:作用于物体上某点的两个力的合力,也作用于同一点上,其大小和方向可由这两个力所组成的平行四边形的对角线来表示。

推论三力平衡汇交定理:作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于一点,则此三个力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。

公理4 作用与反作用定律:两物体间相互作用的力总是同时存在,且其大小相等、方向相反,沿着同一直线,分别作用在两个物体上。

公理5 钢化原理:变形体在某一力系作用下平衡,若将它钢化成刚体,其平衡状态保持不变。

对处于平衡状态的变形体,总可以把它视为刚体来研究。

1.2 约束及其约束力1.柔性体约束2.光滑接触面约束3.光滑铰链约束第2章平面汇交力系与平面力偶系1.平面汇交力系合成的结果是一个合力,合力的作用线通过各力作用线的汇交点,其大小和方向可由失多边形的封闭边来表示,即等于个力失的矢量和,即F R=F1+F2+…..+Fn=∑F2.矢量投影定理:合矢量在某轴上的投影,等于其分矢量在同一轴上的投影的代数和。

3.力对刚体的作用效应分为移动和转动。

力对刚体的移动效应用力失来度量;力对刚体的转动效应用力矩来度量,即力矩是度量力使刚体绕某点或某轴转动的强弱程度的物理量。

(Mo(F)=±Fh)4.把作用在同一物体上大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力所组成的力系称为力偶,记为(F,F’)。

第1章 静力学公理与物体的受力分析

第1章 静力学公理与物体的受力分析

1、销钉 2、构件
(2) 圆柱铰链
A
约束和约束力
FAy
FAx
A
圆柱铰链约束之间的约束力: 通过铰链中心,方向不定,可 用两个正交分力表示,大小未 知。
FAx
FAy
3.
光滑铰链约束
约束和约束力
(3) 固定铰链支座 • 若铰链连接中有一个固定在地面或机架上,则称为固定 铰链支座,简称固定铰支。
例1-3 梁AB自重为P1,电动机
重P2,CD杆自重不计,分别画 出杆CD 和梁AB 的受力图。
物体的受力分析和受力图
2.取梁AB研究 画主动力,画约束力
FAy
P1
P2
FD
FAx
P1
FD
P1
FC
物体的受力分析和受力图
二、受力分析举例
例1-3 续
P1
P2
若杆CD受力画成
FAy
FD FC
FAx
P1
• 注意:不能认为作用力与反作用力平衡。
静力学公理
☆ 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,其平衡状态保持不变。
柔性体(受拉力平衡)
刚化为刚体(仍平衡)
刚体的平衡条件是变形体平衡的必要而非充分条件。
刚体(受压平衡)
柔性体(受压不平衡)
§1.2 约束和约束力
一、约束的概念
FD
P1
几点说明
(1) 对象明确,分离彻底。
物体的受力分析和受力图
根据问题的要求,研究对象可以是一个物体,或几 个相联系的物体组成的物体系统。 在明确研究对象之后,必须将其周围的约束全部解除, 单独画出它的简单图形。
(2)不画内力,只画外力。

第1章 静力学公理和物体的受力分析

第1章 静力学公理和物体的受力分析

44
§1.3 物体的受力分析和受力图 例 题 1-1
在图示的平面系统中,匀质
球A 重G1,借本身重量和摩擦不 计的理想滑轮C 和柔绳维持在仰 角是 的光滑斜面上,绳的一端 挂着重 G2 的物块 B 。试分析物块
E
A F G1 H
C
G
D
B , 球 A 和滑轮 C 的受力情况,并
分别画出平衡时各物体的受力图。
17
§1.2 约束和约束力
二.几种常见约束及其约束反力 1、由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束 只能承受拉力,作用在接触点,方向沿着绳索背离物体
FT 1 FT1
A
A
FT
P
P
FT 2
FT2
当它们绕在轮子上,对轮子的约束力沿轮缘的切线方向。
18
胶带约束
动画
19
§1.2 约束和约束力
2、具有光滑接触表面的约束 (忽略摩擦力)
4、可动铰支座(又称辊轴支座)

N
36
活动铰链支座
动画
37
固定铰链支座
动画
38
5、二力杆作为支撑的支座 二力构件(二力杆):刚杆在两铰点作用有力,若不计 刚杆本身的质量,那么这种只在两点受力而处于平衡的 构件成为二力构件,简称为二力杆。 无重刚杆以光滑铰链与物体相连,对物体来说刚杆也是 一种约束。 作用方向:沿着通过两端铰链的连线。 一定是直杆吗?
12
§1.1 静力学公理
F2
F2
B
B
A
F

F1
A
F
B

A
作用于刚体上的力是滑移矢量。 作用于刚体上的力的三要素是:力的大小、方向和作用线。

理论力学精品课程第一章静力学概念和公理

理论力学精品课程第一章静力学概念和公理

05
静力学在实际问题中的应用
工程结构中的静力学问题
桥梁和建筑物的稳定性分析
静力学是评估大型工程结构稳定性的基础,通过分析受力情况和 结构响应,确保工程安全可靠。
机械设备的支撑设计
在机械设备设计中,静力学分析用于确定支撑结构的强度和刚度, 以防止过载和振动。
管道和压力容器的强度检验
静力学分析用于评估管道和压力容器在各种压力下的应力分布,确 保其正常工作并防止破裂。
静力学的基本概念
力、力矩和力的平移定理
01
02
03

力是一个物体对另一个物 体的作用,表示物体间的 相互作用。
力矩
力矩是力和力臂的乘积, 表示力对物体转动效应的 量度。
力的平移定理
一个力对某点的力矩等于 该力平移到另一点产生的 力矩,即力矩具有平移不 变性。
力的分类:集中力与分布力
集中力
作用在物体上的某一点,其效果 相当于作如果一个刚体只受到两个力的作用而平 衡,则这两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上。
详细描述
这个公理是静力学中最基本的原理之一,它告诉我们一个物 体在两个力作用下会处于平衡状态,这两个力必须等大、反 向且共线。这个公理可以用来分析各种力学问题,如确定物 体的平衡状态和支撑反作用力等。
公理三:力的平行四边形法则
总结词
力的平行四边形法则表明,作用在同一个刚 体上的两个力可以合成一个合力,这个合力 的大小和方向由这两个力和它们之间的夹角 确定。
详细描述
这个法则是静力学中重要的原理之一,它告 诉我们如何将多个力合成一个合力。具体来 说,如果将两个力画成平行四边形的两条边, 则合力的大小和方向可以通过平行四边形的 对角线来确定。这个法则可以用来分析力的 合成和分解问题,以及确定物体的运动状态。

[工学]《理论力学》第一章 静力学公理和物体的受力分析

[工学]《理论力学》第一章 静力学公理和物体的受力分析

4. 刚体: 一级定义: 不变的物体.
在力的作用下, 其内部任意两点之间的距离 始 终保持
二级定义:
刚体是这样的一种点的集合, 即其上任意
两点的距离始终保持不变.
§1-2 静力学公理
公理一: 力的平行四边形法则( 合力矢等于二力矢的几何和)
F1
A
FR
FR F1 F2
F2
公理二: 二力平衡公理
注意: 不平行三力 共面汇交仅
是平衡的必要条件.
F3
C
FR
F3
公理四: 作用与反作用定律 作用力与反作用力总是同时存在, 两力等值、反向、共线, 且 分别作用在两个相互作用的物体上.( 牛顿第三定律) 公理五: 刚化公理 变形体在某一力系作用下处于平衡, 若将此变形体硬化为刚 体, 则平衡的状态保持不变.
( 2 ) 诸物体若以光滑铰链连接, 则每一个物体在铰链处 受到的约束反力应理解为铰链对此物体的力, 而不要笼 统理解为物体之间的‘ 相互作用力’. 这一点, 在铰链 连接三个和三个以上的物体时, 以及铰链本身承受外载 荷的情况下尤其要注意.
F F ' F1
A B
加一对平 衡力
F
A
减一对平 衡力
F1
F 减一对平
衡力 加一对平 衡力
'
F
A
B
'
B
F
推论二: 三力平衡汇交定理
设处于平衡的刚体受三个力的作用, 若其中两个力的作 用线汇交于一点, 则此三力必在同一平面内且第三力也 汇交于同一点.
B
F2
F1
A
O C
F3
F2 F2 F1
A O B
2019/2/16

第一章静力学基本概念与公理

第一章静力学基本概念与公理
应用平衡条件求解。为此,首先要确定构件受了几个力,每个 力的作用位置和力的作用方向,这种分析过程称为物体的受力 分析。 作用在物体上的力有:一类是:使物体具有运动趋势的力称为 物体所受的主动力,如重力,风力,气体压力等。 二类是:被动力,限制物体运动的力为约束力。
49
二、受力图 正确地对研究对象(或分离体) 进行受力分析和画出相应

46
6.链杆约束 链杆是两端用铰链与其他两个物体分别连接,且中间不
受其他外力的直杆。如图所示
简图及约束力画法
R
由于链杆在两端分别受到一圆柱铰链的约束力 ,中间不受其他外力的作用,即在两个力的作 用下处于平衡状态,所以链杆为二力杆。
FD
47
翻斗车
48
§1-3 物体的受力分析和受力图
一、受力分析 在工程实际中,为了求出未知的约束力,需要根据已知力,
FA 43
44
5.轴承约束 ①向心轴承(径向轴承)
限制转轴的径向位移,不限制轴向位移和转动。
轴承 轴承
轴 轴
约束力画法
FAz
A FAx

45
②止推轴承 限制轴向和径向位移,只允许绕轴转动。
约束特点: 止推轴承比径向轴承多一个轴向的
位移限制。 约束力:比径向轴承多一个轴向的约束反力,亦有三
个正交分力 FAx , FAy , FAz
FAy
也可将圆柱铰链约束用两个大小未知的正交分力表示,
其作用线通过圆柱的轴心上。
37
固定铰链支座 将圆柱铰链相连的两构件之一固定在支撑物上,便成为固 定铰链支座约束,简称固定铰支座。
简图及约束力画法
FAy
FAx FA
38
39
滚动铰支座(辊轴支座)

静力学:第1章:静力学基础

静力学:第1章:静力学基础

Theoretical Mechanics
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§1–3 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, 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。 相交于某点,则第三力的作用线必定也通过这个点。 F1 证明: A1 A A3 F3
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§1–3 静力学公理
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 作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的 物体 一个力,即合力。 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。 平行四边形的对角矢来表示。 力三角形法 F2 FR FR F2 A F1 A F1 A F2 F1 FR
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§1–3 静力学公理
推论 (力在刚体上的可传性) 作用于刚体上的力, 作用于刚体上的力,其作用点可以沿作用线在该刚 刚体上的力 体内前后任意移动,而不改变它对该刚体的作用 体内前后任意移动,而不改变它对该刚体的作用。
B F A
B
F1 F2
B
F1
=
F A
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§1–2
1.力的定义

力是物体相互间的机械作用, 力是物体相互间的机械作用,其作用结果使 物体的形状和运动状态发生改变。 物体的形状和运动状态发生改变。 外效应—改变物体运动状态的效应。 外效应 改变物体运动状态的效应。 改变物体运动状态的效应
2. 力的效应 内效应—引起物体变形的效应。 内效应 引起物体变形的效应。 引起物体变形的效应 大小 3. 力的三要素 方向 作用点 确定力的必要因素

第1章(静力学基本概念与物体受力分析)

第1章(静力学基本概念与物体受力分析)

第一章静力学基本概念与受力图§1-1 力的概念§1-2 刚体的概念§1-3 静力学公理§1-4 约束和约束力§1-5 物体的受力分析受力图静力学(statics)是研究刚性物体在力系作用下平衡规律的科学。

主要研究力系的性质力系的合成力系的平衡物体的受力分析力系的等效替换(或简化)建立各种力系的平衡条件导言了解和掌握刚体和力的概念以及静力学公理;熟练掌握约束的概念和类型;熟练掌握约束力的画法;熟练对物体进行受力分析,并画出正确的受力图。

导言学习要求:第一章静力学基本概念与受力图§1-1 力的概念§1-2 刚体的概念§1-3 静力学公理§1-4 约束和约束力§1-5 物体的受力分析受力图一、力的概念2. 力的作用效应:1. 力的定义:外效应(运动效应)内效应(变形效应)3. 力的三要素:作用点方向大小物体间相互的机械作用,使物体的机械运动状态发生改变.4.力的单位:国际单位制:牛顿(N),千牛顿(kN )力是矢量力的方向指静止质点在力作用下开始运动的方向力的作用点是物体相互作用位置的抽象化第一章静力学基本概念与受力图§1-1 力的概念§1-2 刚体的概念§1-3 静力学公理§1-4 约束和约束力§1-5 物体的受力分析受力图§1-2 刚体的概念所谓刚体,是指在力的作用下,大小和形状都不变的物体。

这是一个理想化的力学模型。

静力学研究对象就是刚体,又称为刚体静力学。

第一章静力学基本概念与受力图§1-1 力的概念§1-2 刚体的概念§1-3 静力学公理§1-4 约束和约束力§1-5 物体的受力分析受力图§1-3 静力学公理一、二力平衡公理作用在刚体上的两个力,平衡的充分与必要条件:两个力的大小相等、方向相反、作用在一直线上。

考研复习—工程力学——第1章 静力学的基本概念和受力分析

考研复习—工程力学——第1章 静力学的基本概念和受力分析
例1-3 用力F拉动碾子以压平路面,碾子受到一石块的阻 碍,如图所示。试画出碾子的受力图。
解:取碾子为研究对象,取分离体并画简图。 画主动力。主动力有重力G和杆对碾子中心的拉力F。 画约束力。因碾子在A和B两处受到石块和地面的约束, 如不计摩擦,则均为光滑面约束,故在A处受石块的法向 力NA的作用,在B处受地面的法向力NB的作用,它们都沿 着碾子上接触点的公法线而指向圆心。 碾子的受力图如图所示。
第1章 1.2 静力学公理 1.2.2 公理2 二力平衡公理
用在同一刚体上的两个力,使刚体处于平衡状态的必要 和充分条件是:这两个力的大小相等,方向相反,且作用在 同一直线上,如图1-6所示,即 F1=-F2 (1-1)
图1-6
第1章 1.2 静力学公理
1.2.3 公理3 加减平衡力系公理
推论1:力的可传递性原理 作用于刚体上的力,可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点,而不改变该力对刚体的作 用效果。如图1-7 推论2 :三力平衡汇交定理
图1-20
第1章 1.6 约束与约束力 1.6.2 光滑接触面约束
不考虑物体间地摩擦,认为是光滑接触面约束。光滑接触面约束对物体的约束力作用在 接触点处,作用线沿接触面公法线方向指向物体。通常用N表示。如图所示
图1-21
第1章 1.6 约束与约束力 1.6.3 光滑圆柱铰链约束
圆柱铰链约束包括中间铰链约束、固定铰链支座和活动铰链支座。 1.中间铰链约束 在机器中,经常用圆柱形销钉将两个带孔零件连接在一起,这种铰链只能称中间铰链 约束。
第1章 静力学的基本概念和受力分析
训教 重点
静力学的基本概念、静力学公理和推论。 工程中约束类型及其受力特点。
第1章 静力学的基本概念和受力分析

1.1静力学的基本公理

1.1静力学的基本公理

(1)活动铰支座或可动铰支:
FAY
A A
FAY
A
FAY
1.3 荷载、约束与约束力
(2)固定铰支座:
FAX A FAY
FAX A
FAY
FAX
FAY
A
(3)固定支座:
FAX MA FAY
FAX
MA
FAY
动画
1.3 荷载、约束与约束力
1.柔绳约束
动画
1.3 荷载、约束与约束力
胶带约束
动画
3.按作用性质可分
无加速度、非常缓慢地施加到构件上的载荷,
大小、位置和方向不随时间变化或变化极为缓慢。 缓慢加载,不产生冲击;无加速度,可略去惯性 力的影响。
动载荷:
与静载荷相反,载荷的大小、位置和方向都 可能随时间迅速地变化。 在动载荷作用下必产生冲击和显著的加速度, 则须考虑冲击力和惯性力的影响。 如锻造气锤对工件的冲击、内燃机汽缸内燃烧爆炸 力对汽缸的冲击、地震引起的惯性力和冲击波等。
插入端约束实例

动画
1.3 荷载、约束与约束力
插入端约束受力的简化

动画
1.3 荷载、约束与约束力
插入端约束实例
1.3 荷载、约束与约束力
3.结点的简化
几根杆件联结处称为结点,根据构件的 受力特点和构造情况,常简化为:
(1)铰结点:
A
(2)刚结点
A A
1.3 荷载、约束与约束力
有时还会有铰结点与刚结点在一起组合形成 的组合结点。如图所示计算简图。 A、B处 为刚结 点,C为 铰结点, D处为组 合结点,
1.3 荷载、约束与约束力
2.光滑支承面约束
动画
1.3 荷载、约束与约束力

静力学四大公理

静力学四大公理

静力学四大公理
1. 原则公理:如果一个物体处于静止状态或匀速直线运动状态而不受外力作用,那
么该物体将继续保持静止或匀速直线运动状态。

2. 力的平衡公理:如果一个物体处于静止状态或匀速直线运动状态,那么所有施加
在该物体上的力的合力为零。

3. 作用-反作用公理:如果一个物体A施加力在物体B上,那么物体B将以相等大小、反向的力对物体A产生作用。

4. 传递力的公理:如果一个物体A施加力在物体B上,同时物体B接触另一个物体C,那么物体C会受到相等大小、反向的力由物体B传递给它。

这四大公理奠定了静力学的基础,帮助我们理解物体力学平衡和相互作用的原理。


过应用这些公理,我们可以计算和预测物体在静止或运动时的行为。

理论力学知识点总结—静力学篇

理论力学知识点总结—静力学篇

静力学知识点第一章静力学公理和物体的受力分析本章总结1.静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。

2.静力学公理公理1 力的平行四边形法则。

公理2 二力平衡条件。

公理3 加减平衡力系原理公理4 作用和反作用定律。

公理5 刚化原理。

3.约束和约束力限制非自由体某些位移的周围物体,称为约束。

约束对非自由体施加的力称为约束力。

约束力的方向与该约束所能阻碍的位移方向相反。

4.物体的受力分析和受力图画物体受力图时,首先要明确研究对象(即取分离体)。

物体受的力分为主动力和约束力。

要注意分清内力与外力,在受力图上一般只画研究对象所受的外力;还要注意作用力和反作用力之间的相互关系。

常见问题问题一画受力图时,严格按约束性质画,不要凭主观想象与臆测。

第二章平面力系本章总结1. 平面汇交力系的合力( 1 )几何法:根据力多边形法则,合力矢为合力作用线通过汇交点。

( 2 )解析法:合力的解析表达式为2. 平面汇交力系的平衡条件( 1 )平衡的必要和充分条件:( 2 )平衡的几何条件:平面汇交力系的力多边形自行封闭。

( 3 )平衡的解析条件(平衡方程):3. 平面内的力对点O 之矩是代数量,记为一般以逆时针转向为正,反之为负。

或4. 力偶和力偶矩力偶是由等值、反向、不共线的两个平行力组成的特殊力系。

力偶没有合力,也不能用一个力来平衡。

平面力偶对物体的作用效应决定于力偶矩M 的大小和转向,即式中正负号表示力偶的转向,一般以逆时针转向为正,反之为负。

力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩,力偶矩与矩心的位置无关。

5. 同平面内力偶的等效定理:在同平面内的两个力偶,如果力偶相等,则彼此等效。

力偶矩是平面力偶作用的唯一度量。

6. 平面力偶系的合成与平衡合力偶矩等于各分力偶矩的代数和,即平面力偶系的平衡条件为7、平面任意力系平面任意力系是力的作用线可杂乱无章分布但在同一平面内的力系。

当物体(含物体系)有一几何对称平面,且力的分别关于此平面对称时,可简化为平面力系计算。

静力学公理有

静力学公理有

静力学五大公理
公理1:力的平行四边形法则。

作用在物体同一点上的两个力可合成一个合力,合力的作用点也在该点,大小和方向由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。

用矢量表示为:FR=F1+F;
公理2:二力平衡公理。

作用在刚体上的两力平衡的充要条件是:两
力的大小相等、方向相反且作用在同一直线上。

公理3:加减平衡力系公理。

在作用于刚体的任一力系上,增加或减去任意的平衡力系,不会改变原力系对刚体的作用,即原力系的效应不变。

公理4:作用和反作用公理。

两物体间存在作用力与反作用力,两力大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上,作用线沿同一直线。

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,则其平衡状态不变。

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Chapter 1 Principles of statics
1.1 Force
1. Definition
Force is the name assigned to the mutual interaction between two bodies that produces the deformation of the bodies and/or affects the motion of the bodies. Contact forces arise from the direct contact between bodies are frequently referred to simply as "pushes" or "pulls." Field forces do not result from the direct contact of two bodies but are applied remotely; examples of field forces are gravitational and electromagnetic forces. As discussed in Introduction, the unit of force in SI units is the Newton (N).
2. All applied forces are drawn and labeled on the sketch. The weight of the body is considered to be an applied force acting at the center of gravity.
Two-force Principle: 二力平衡公理 Two forces can be in equilibrium only if the case where they are equal in magnitude, opposite in direction, and collinear in action.
如棘爪.不计自重时为二力构 件.
b. Three-force bodies 推 论 2 Three-force Principle: Three nonparallel,
coplanar forces that hold a body in equilibrium must be
concurrent.
工程力学是研究工程结构和构件在一定的载荷作 用下的破坏情况 , 以及构件形式、尺寸、材料的设计
的科学。
Statics
Introduction
1.Statics: 研究物体在平衡(Equilibrium)状态下的
科学。即研究物体在力的作用下处于平衡状态的规律 及其应用。
任务:(1) FBD物体的受力分析。
a. Two-force bodies(二力构件)
If a body is held in equilibrium by two forces, the forces must be equal in magnitude and oppositely directed along the same line of action.
另外,提醒大家的是:注意充分利用牛顿第三定律(作用与 反作用).
The Parallelogram Law for the Addition of Forces Two forces acting on a particle may be replaced by a single force, called their resultant, obtained by drawing the diagonal of the parallelogram which has sides equal to the given forces.
b. The general procedure
1. A sketch of the body is drawn assuming that all supports (surfaces of contact, supporting cables, etc.) have been removed.
(2) Reducting of (Resultants of) Force systems力系的简化----即用一简单力系代替原有力系
而不改变其对物体的作用效果。
(3)Equilibrium Equations力系的平衡条件。
2.Inertial reference frames
An inertial reference frame is defined to be any rigid co-ordinate system in which Newton’s laws of particle motion relative to that frame are valid with an acceptable degree of accuracy. In most design applications used on the surface of the earth, an inertial frame can be approximated with sufficient accuracy by attaching the coordinate system to the earth.
a. FBD
The Free-body diagram (FBD) of a body is a sketch of the body showing all forces that act on it. The term free implies that all supports have been removed and replaced by the forces (reactions) that they exert on the body.
2. Sliding vector: a vector that has a unique line of action.
3. Free vector: a vector whose point of application and line of action are not unique. (Thus. a free vector is described completely by its magnitude and direction.)
Reaction forces(reactions): Forces that is exerted on a body by the supports to which it is attached.
Applied forces: Forces acting on a body that is not provided by supports.
(2)directiorn; F
(3)point
of
application.
tension load
compressing load
1.2 Principles of Statics
Newton’s Third Law The forces of action and reaction between bodies in contact have the same magnitude, same line of action, and opposite sense.
F1 = -F2
此公理揭示了最简单的力系平衡条件。
加减平衡力系公理 The action of a given system of forces will in no way be changed if the add to, or subtract from, these forces any other system of forces is equilibrium.
3. The reactions due to each support are drawn and labeled on the sketch. (If the sense of a reaction is unknown, it should be assumed. The solution will determine the correct sense: A positive result indicates that the assumed sense is correct, whereas a negative result means that the correct sense is opposite to the assumed sense.
2.Rigid Body
A body is called as rigid body that its deformation is negligible when subjected to any load.
3.The three characteristics
(1)magnitude;
E书x写pr:eFsrsiபைடு நூலகம்no:r F
4. All relevant angles and dimensions are shown on the sketch.
c. Reactions of Supports
Special Cases: Two-Force Bodies and Three-Force Bodies
FR = F1 + F2
此公理给出了力系简化的基本方法. 合力的大小和方向也 可通过图(b)和(c)所示的力三角形法得到. 平行四边形法则是 力的合成法则, 也是力的分解法则. 例如, 拉力作用在螺钉A上 (图1-5), 此力与水平方向的夹角为α,按此法则可将其沿水平及 铅垂方向分解为两个分力F1和F2 。
故:当只考虑刚体受力时,作用力矢可看作滑移矢量
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