第1章静力学基本概念-精选课件.ppt
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- 静力学 基本概念 精选 课件
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1、第一章静力学基本概念力的定义力的定义 力是物体间相互间的机械作用。力的效应力的效应 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。力的三要素力的三要素 力的大小、方向、作用点称为力的三要素。F F力的单位力的单位 力的国际单位是牛顿力的国际单位是牛顿(N)(N)或千牛顿(或千牛顿(kNkN)。)。力的表示法力的表示法 力是一个矢量,用带箭力是一个矢量,用带箭头的直线段来表示,如右图头的直线段来表示,如右图所示(虚线为力的作用线)。所示(虚线为力的作用线)。力系力系:作用于同一个物体上的一组力。作用于同一个物体上的一组力。力系的分类力系的
2、分类:各力的作用线都在同一平面内的力系称各力的作用线都在同一平面内的力系称平面力系,否则称为空间力系。平面力系,否则称为空间力系。平面力系的分类平面力系的分类平面汇交力系:平面汇交力系:各力作用线汇交于同一点的力系。各力作用线汇交于同一点的力系。平面力偶系:平面力偶系:若干个力偶(一对大小相等、指向相反、作用若干个力偶(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)线平行的两个力称为一个力偶)组成的力系。组成的力系。平面力偶系平面汇交力系平面汇交力系平面力系的分类平面力系的分类平面平行力系:平面平行力系:各力作用线平行的力系。各力作用线平行的力系。平面一般力系:平面一般力系:除了平
3、面汇交力系、平面力偶系、平除了平面汇交力系、平面力偶系、平面平行力系之外的平面力系。面平行力系之外的平面力系。平面一般力系平面一般力系平面平行力系平面平行力系等效等效 指两个力指两个力(系系)对物体的作用效果完全对物体的作用效果完全 相同。相同。平衡力系平衡力系 作用在平衡物体上的一个力系。作用在平衡物体上的一个力系。合力与分力合力与分力 若一个力与一个力系等效。则这个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。个力称为该合力的一个分力。二力平衡公理二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力,使刚体平衡的必要和充分条件是,
4、这两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。上述的二力平衡公理对于刚体是充分的也是必要的,而对于变形体只是必要的,而不是充分的。如图1.5所示的绳索的两端若受到一对大小相等、方向相反的拉力作用可以平衡,但若是压力就不能平衡。受二力作用而处于平衡的杆件或构件称为二力杆件(简称为二力杆)或二力构件。加减平衡力系公理加减平衡力系公理 在作用于刚体上的任意力系中,加上或去掉任何平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效果。力的可传性原理力的可传性原理 作用于刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内任意一点,而不会改变该力对刚体的作用效应。力的平行四边形法则力的平行四边形法则 作用在物体上同一点的两个力,可以
5、合成为仍作用于该点的一个合力,合力的大小和方向由以原来的两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线矢量来表示。三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理 一刚体受共面不平行的三力作用而平衡时,此三力的作用线必汇交于一点。作用与反作用定律作用与反作用定律 两个相互作用物体之间的作用力与反作用力大小相等,方向相反,沿同一直线且分别作用在这两个物体上。第三节约束与约束反力 限制物体运动的物体称为约束物体,简称约束约束。约束必然对被约束物体有力的作用,以阻碍被约束物体的运动或运动趋势。这种力称为约束反力约束反力,简称反力反力 约束反力位于约束与被约束物体的连接或接触处,其方向必与该约束所能阻碍物体的运动方向相反。运
6、用这个准则,可确定约束反力的方向和作用点的位置。1 1柔体约束柔体约束 用柔软的皮带、绳索、链条阻碍物体运动而构成的约束叫柔体约束。这种约束作用是将物体拉住,且柔体约束只能受拉力,不能受压力,所以约束反力一定通过接触点,沿着柔体中心线背离被约束物体的方向,且恒为拉力,如图1.14中的力。2 2光滑接触面约束光滑接触面约束 当两物体在接触处的摩擦力很小而略去不计时,其中一个物体就是另一个物体的光滑接触面约束。这种约束不论接触面的形状如何,都只能在接触面的公法线方向上将被约束物体顶住或支撑住,所以光滑接触面的约束反力过接触点,沿着接触面的公法线指向被约束的物体,只能是压力,如图1.15中的力。3
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