工程力学课件-第1章工程静力学
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与力的可传性 力对点之矩 力系的概念 合力之矩定理
力和力矩
力的概念
TSINGHUA UNIVERSITY
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力和力矩
力的概念
力(force)对物体的作用效应取决于力的大小、方 向和作用点。
力的大小反映了物体间相互作用的强弱程度。 国际通用的力的计量单位是“牛顿”简称“牛”，英 文字母N和kN分别表示牛和千牛。
力和力矩
力的概念
力是矢量：
矢量的模表示力的大小； 矢量的作用线方位以及箭头表示力的方向； 矢量的始端（或未端）表示力的作用点。
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力和力矩
作用在刚体上的力的效应 与力的可传性
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力和力矩
作用在刚体上的力的效应与力的可传性
力使物体产生两种运动效应：
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第1章 工程静力学基础
力和力矩 力偶及其性质 约束与约束力 平衡的概念 受力分析方法与过程 结论与讨论
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第1章 工程静力学基础
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力和力 矩
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力和力矩
力的概念 作用在刚体上的力的效应
如果这个面积很小，则可将其抽象为一个点，这 时作用力称为集中力。
如果接触面积比较大，力在整个接触面上分布作 用，这时的作用力称为分布力。通常用单位长度的力 表示沿长度方向上的分布力的强弱程度，称为载荷集 度( )，用记号q表示,单位为N／m。
力和力矩
力的概念
TSINGHUA UNIVERSITY
当分布力作用面积很小
时，为了分析计算方便起见， 可以将分布力简化为作用于 一点的合力，称为集中力 （concentrated force）。
例如，静止的汽车通过
F1
F2
轮胎作用在桥面上的力，当
轮胎与桥面接触面积较小时，
即可视为集中力；而桥面施
加在桥梁上的力则为分布力。
力和力矩
力的概念
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力和力矩
力对点之矩
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力和力矩
力对点之矩
作用在扳手上的力F使螺母 绕O点的转动效应不仅与力的大 小成正比，而且与点O到力作用 线的垂直距离h成正成比。点O到 力作用线的垂直距离称为力臂 (arm of force)。
TSINGHUA UNIVERSITY
当分布力作用面积很小
时，为了分析计算方便起见， 可以将分布力简化为作用于 一点的合力，称为集中力 （concentrated force）。
例如，静止的汽车通过
轮胎作用在桥面上的力，当
q
轮胎与桥面接触面积较小时，
即可视为集中力；而桥面施
加在桥梁上的力则为分布力。
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力和力矩
力对点之矩
mO F F h ABO
其中O点称为力矩中心，简称矩 心(center of a force moment); 为三 角形ABO的面积;式中号表示力矩 的转动方向。
通常规定：若力F使物体绕 矩心O点逆时针转动，力矩为正； 反之，若力F使物体绕矩心O点 顺时针转动，力矩为负。
力矩的国际单位记号是N·m 或kN·m。
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力和力矩
作用在刚体上的力的效应与力的可传性
力的可传性对于变形体并不适用
例如,一直杆，在两端A、B二处施加大小相等、方向相反、 沿同一作用线作用的两个力F1和F2，这时，杆件将产生拉伸 变形。若将力F2沿其作用线移至A点，力F1移至B点，这时， 杆件则产生压缩变形。这两种变形效应显然是不同的。因此， 力的可传性只限于研究力的运动效应。
力的方向指的是静止质点在该力作用下开始 运动的方向。沿该方向画出的直线称为力的作用线， 力的方向包含力的作用线在空间的方位和指向。
力的作用点是物体相互作用位置的抽象化。
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力和力矩
力的概念
实际上两物体接触处总会占有一定面积，力总是 分布地作用于物体的一定面积上的。
工程静力学研究物体的受力与平衡的一般规律， 平衡是运动的特殊情形，是指物体对惯性参考系保 持静止或作匀速直线平动。
工程静力学的研究模型是刚体。
工程力学
第一篇 工程静力学
第1章 工程静力学基础
TSINGHUA UNIVERSITY
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第1章 工程静力学基础
本章首先介绍工程静力学的基本概念，包括力 和力矩的概念、力系与力偶的概念、约束与约束力 的概念。在此基础上，介绍受力分析的基本方法， 包括隔离体的选取与受力图的画法。
力和力矩
力对点之矩
规定力F与力臂h的乘积作为 力F使螺母绕点O转动效应的度 量，称为力F对O点之矩，简称 力矩(force moment for a given point),用符号mO（F）表示。即
mO F F h ABO
其中O点称为力矩中心，简称矩 心(center of a force moment); 为三 角形ABO的面积;式中号表示力矩 的转动方向。范钦珊育与教学工作室工程力学
课堂教学软件(1)
2020年11月25日
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工程力学
第一篇 工程静力学
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工程力学
第一篇 工程静力学
力是物体间的相互作用。力的作用可以使物体的 运动状态发生改变，或者使物体发生变形。
力使物体改变运动状态，称为力的运动效应；力 使物体发生变形，称为力的变形效应。本书第一篇 工程静力学主要涉及力的运动效应；第二篇材料力 学则主要涉及变形效应。
若力的作用线通过 物体的质心，则力将使物 体在力的方向平移。
若力的作用线不 通过物体质心，则力将 使物体既发生平移又发 生转动。
力和力矩
作用在刚体上的力的效应与力的可传性
力的可传性
当研究力对刚体的运动效应时，只要保持力的大 小和方向不变，将力的作用点沿力的作用线移动，刚 体的运动效应不会发生变化。这表明：作用在刚体上 的力可以沿作用线移动。
力和力矩
力的概念
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力和力矩
力的概念
力(force)对物体的作用效应取决于力的大小、方 向和作用点。
力的大小反映了物体间相互作用的强弱程度。 国际通用的力的计量单位是“牛顿”简称“牛”，英 文字母N和kN分别表示牛和千牛。
力和力矩
力的概念
力是矢量：
矢量的模表示力的大小； 矢量的作用线方位以及箭头表示力的方向； 矢量的始端（或未端）表示力的作用点。
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力和力矩
作用在刚体上的力的效应 与力的可传性
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作用在刚体上的力的效应与力的可传性
力使物体产生两种运动效应：
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力和力矩 力偶及其性质 约束与约束力 平衡的概念 受力分析方法与过程 结论与讨论
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力和力 矩
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力的概念 作用在刚体上的力的效应
如果这个面积很小，则可将其抽象为一个点，这 时作用力称为集中力。
如果接触面积比较大，力在整个接触面上分布作 用，这时的作用力称为分布力。通常用单位长度的力 表示沿长度方向上的分布力的强弱程度，称为载荷集 度( )，用记号q表示,单位为N／m。
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力的概念
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当分布力作用面积很小
时，为了分析计算方便起见， 可以将分布力简化为作用于 一点的合力，称为集中力 （concentrated force）。
例如，静止的汽车通过
F1
F2
轮胎作用在桥面上的力，当
轮胎与桥面接触面积较小时，
即可视为集中力；而桥面施
加在桥梁上的力则为分布力。
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力对点之矩
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力对点之矩
作用在扳手上的力F使螺母 绕O点的转动效应不仅与力的大 小成正比，而且与点O到力作用 线的垂直距离h成正成比。点O到 力作用线的垂直距离称为力臂 (arm of force)。
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当分布力作用面积很小
时，为了分析计算方便起见， 可以将分布力简化为作用于 一点的合力，称为集中力 （concentrated force）。
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q
轮胎与桥面接触面积较小时，
即可视为集中力；而桥面施
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力对点之矩
mO F F h ABO
其中O点称为力矩中心，简称矩 心(center of a force moment); 为三 角形ABO的面积;式中号表示力矩 的转动方向。
通常规定：若力F使物体绕 矩心O点逆时针转动，力矩为正； 反之，若力F使物体绕矩心O点 顺时针转动，力矩为负。
力矩的国际单位记号是N·m 或kN·m。
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作用在刚体上的力的效应与力的可传性
力的可传性对于变形体并不适用
例如,一直杆，在两端A、B二处施加大小相等、方向相反、 沿同一作用线作用的两个力F1和F2，这时，杆件将产生拉伸 变形。若将力F2沿其作用线移至A点，力F1移至B点，这时， 杆件则产生压缩变形。这两种变形效应显然是不同的。因此， 力的可传性只限于研究力的运动效应。
力的方向指的是静止质点在该力作用下开始 运动的方向。沿该方向画出的直线称为力的作用线， 力的方向包含力的作用线在空间的方位和指向。
力的作用点是物体相互作用位置的抽象化。
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力和力矩
力的概念
实际上两物体接触处总会占有一定面积，力总是 分布地作用于物体的一定面积上的。
工程静力学研究物体的受力与平衡的一般规律， 平衡是运动的特殊情形，是指物体对惯性参考系保 持静止或作匀速直线平动。
工程静力学的研究模型是刚体。
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第一篇 工程静力学
第1章 工程静力学基础
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第1章 工程静力学基础
本章首先介绍工程静力学的基本概念，包括力 和力矩的概念、力系与力偶的概念、约束与约束力 的概念。在此基础上，介绍受力分析的基本方法， 包括隔离体的选取与受力图的画法。
力和力矩
力对点之矩
规定力F与力臂h的乘积作为 力F使螺母绕点O转动效应的度 量，称为力F对O点之矩，简称 力矩(force moment for a given point),用符号mO（F）表示。即
mO F F h ABO
其中O点称为力矩中心，简称矩 心(center of a force moment); 为三 角形ABO的面积;式中号表示力矩 的转动方向。范钦珊育与教学工作室工程力学
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力是物体间的相互作用。力的作用可以使物体的 运动状态发生改变，或者使物体发生变形。
力使物体改变运动状态，称为力的运动效应；力 使物体发生变形，称为力的变形效应。本书第一篇 工程静力学主要涉及力的运动效应；第二篇材料力 学则主要涉及变形效应。
若力的作用线通过 物体的质心，则力将使物 体在力的方向平移。
若力的作用线不 通过物体质心，则力将 使物体既发生平移又发 生转动。
力和力矩
作用在刚体上的力的效应与力的可传性
力的可传性
当研究力对刚体的运动效应时，只要保持力的大 小和方向不变，将力的作用点沿力的作用线移动，刚 体的运动效应不会发生变化。这表明：作用在刚体上 的力可以沿作用线移动。