静力学基础知识

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1、1静力学基本知识234内容提要绪论静力学基本知识1、力及其性质2、约束和约束力3、受力分析与受力图51、名词介绍：(1)力系：F1F2Fn(2)平衡力系：F2F1Fn若平衡，则称为平衡力系。同时作用在物体上的一群力。(3)等效力系：=P1P2Pn若两个力系对同一物体的作用效果相同，则互称为等效力系。(4)合力、分力：F1FnF2F1FnF2=FR若一个力和一个力系等效，则该力称为合力，力系中各力称为此力的分力62、力学模型：刚体：受力时不变形体的物体刚体系：（物系）3、内容：（1）力系的简化：用简单力系代替复杂力系，作用效应不变。（2）力系的平衡条件:物体处于平衡状态时，力系应满足的条件。平衡

2、：指物体相对于地面保持静止或作均速直线运动7一、力的概念：定义：物体间的相互作用外效应：运动状态改变。(理力）内效应：变形。（材力）三要素：大小、方向、作用点。力的图示：FP文字符号：第一章静力学基本概念及受力分析箭头，代表力的指向力的作用线线段长度代表力的大小线段的起点或终点为力的作用点8印刷体：黑体字母——力矢。普通字母——力的大小。手写体：F——力矢。F——力的大小。力单位：NKN牛千牛二、约束的概念：自由体：能在空中自由运动（飞机、卫星）非自由体：某些方面的运动受到周围物体的限制9（灯绳、合页轴、铁轨）（1）约束：阻碍物体运动的限制物（2）约束反力：约束作用于被约束物体上力作用点：接触

3、处方向：永远与所限制的运动方向相反大小：未知待求（被动力）（3）主动力：约束反力以外的其它力能主动引起物体运动的力。例如10主动力大小一般已知（重力、风力、牵引力）如：三、静力学公理(公理与定律；定理、推理与推论）1、公理一（二力平衡公理）：T1T2GF1F2若刚体受二力作用而平衡，则必、充条件为：此二力等值、反向、共线。（1）适于刚体。11（2）二力构件（二力杆）：只受二力作用而平衡的构件或杆件。F1F2F1F2F1F2（拉杆）（压杆）2、公理二（加、减平衡力系公理）：在作用于刚体上的任一力系中，加上或减去任一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用受力特点：所受两力必沿两力作用点连线12F1

4、F2F3P1P2=F1F2F3（适于刚体）3、推论一（力的可传性原理）作用在刚体上的力可沿其作用线移动，而不改变该力对刚体的作用效应。=FF2F1F1（令F1=F2=F）（适于同一个刚体）134、公理三（力的平行四边形法则）：作用于物体上同一点的两个力可以合成为作用于该点的一个合力，它的大小和方向由这两个力的矢量为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。矢式：R=F1+F2F1F2RF1F2RF2F1R（适合于任何物体）（逆过程也成立，一般正交分解）F1F2F力三角形法则:145、推论二（三力平衡汇交定理）刚体受不平行的三力作用而平衡时，此三力作用线必共面，且汇交于一点。证：=F1F2F3F3F

5、2F1R1、只适于刚体2、三力汇交一点，只是平衡的必要条件3、三力构件，若已知三力作用点和任两力作用线则可定出第三力作用线。ooABCC15如：（并不平衡）F1F2F36、公理四（作用、反作用定律）两物体间相互作用的一对力，总是等值、反向、共线，并分别作用在这两个物体上。..GGNN（1）适于任何物体。（2）（G、N）是平衡力；N是作用力，N‘是反作用力16四、几种常见的约束及反力：（一）柔索约束：柔绳、皮带、链条等。特征：只限制沿柔索中心线伸长方向的运动。反力：作用点：联结点。作用线：沿柔索。指向：背离被约束体。（拉力）例如17GGF1F2GGFAFBFCFDFEABCDEFAFBFCFDF

6、1F2F1F218（二）光滑接触面约束:(不计摩擦)特征:只限制沿接触处公法线做压入光滑面的运动.公法线FN反力:作用点:接触处作用线:沿接触处的公法线指　向:指向被约束体BCAFAFBFCG（压力）19（三）光滑铰链约束带孔的构件套在圆轴（销钉）上。特征：只限制构件间的相对移动。不限制构件间的相对转动。（在垂直于轴线的平面内）传力特点：带孔构件与销钉直接作用。（A）固定铰支座：底座固定。例如20FFFFFyFx反力F：作用点、作用线、及指向，均随主动力而变。通常用互相垂直的Fx与Fy表示.（二力构件除外）简图:21（B）中间铰链：仅有两个带孔的构件，套在销钉上，且节点处不受外力。FFFFFx

7、FyFyFx(1)(2)(1)(2)(1)(2)构件(1)与构件(2)互为约束满足作用力与反作用力的关系22通常用(Fx、Fy)，（Fx'、Fy')表示（二力构件除外）简图：例：BACFCBFCFBFFCCAFAyFAx先识别二力构件；中间铰链处：作用力与反作用力关系。23（C）可动铰支座：底座与支撑面间有辊轴。（轴支座）公法线F只限制沿垂直支撑面方向的运动。反力F：沿支撑面法线，通过销钉中心，指