静力学的基本概念受力

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1、第一章静力学的基本概念受力图第二章平面汇交力系第三章力矩平面力偶系第四章平面一般力系第五章摩擦第六章空间力系重心★静力学2§1–1力的概念§1–2刚体的概念§1–3静力学公理§1–4约束和约束反力§1–5物体的受力分析受力图第一章静力学的基本概念受力图3静力学1．定义：力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化，或者使物体发生变形。§1-1力的概念机械作用：接触作用、“场”对物体的作用。4静力学2.力的效应：①运动效应(外部效应),②形变效应(内部效应)。3.力的三要素：大小，方向，作用点。AF4.力的单位

2、：国际单位制(SI)：牛顿(N)、千牛(kN)力是矢量，用粗体字母或带上箭头字母表示。(F、)5§1-2刚体的概念刚体是指在任何情况下都不发生变形的物体（即：大小和形状都不变的物体）刚体是理想化的力学模型。6静力学公理：是人们在生活和生产实践中长期积累的经验总结，又经过实践反复检验，被确认是符合客观实际的最普遍、最一般的规律。§1-3静力学公理公理1二力平衡公理公理2加减平衡力系公理公理3力的平行四边形法则公理4作用与反作用定律公理如下：本次课作业：1－1，2（b、e、g)。7公理1二力平衡公理作用在刚体上的两个力，使刚体保持

3、平衡的必要和充分条件是：这两个力（1）大小相等，即：

4、F1

5、=

6、F2

7、（2）方向相反，即：F1=–F2（3）且在同一直线上。8静力学①对刚体来说，上面的条件是充分且必要的。②对变形体(或多体中)来说，上面的条件只是必要条件。说明：9③二力杆：只在两个力作用下处于平衡的构件，叫二力构件，简称二力杆。二力杆10ABCPCBFCFB二力杆11静力学二力杆推广FF只在两个力作用下平衡的刚体，也是“二力杆”，二力杆并不一定是直杆。12公理2加减平衡力系公理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。13静力学14静

8、力学推论力的可传性原理作用于刚体上某点的力，可以沿其作用线移到同一刚体内任意一点，并不改变它对刚体的效应。15因此，对刚体来说，力作用于刚体的三要素为：力的大小，方向，作用线。作用于刚体上的力（矢）是滑动矢量。注意：力的可传性原理只适用于刚体。16静力学力的可传性原理的证明：c.减去两个相互平衡的力F和F1，只剩下一个力F2（图3），原来A点的力F与F2等效。即：原来A点的力F沿其作用线移到了B点。图1图3图2证明：a.设有一力F作用于刚体的A点（图1）b.依加减平衡力系原理，在力的作用线上任取一点B，并加上两个相互平衡的力F

9、1和F2，使F＝F2＝－F1（图2）17公理3力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。18力三角形RF2F1A力四边形19静力学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，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。推论三力平衡汇交定理20将F1、F2移到两力作用线的交点O，两力合成得R。R应与F3平衡。两力平衡必须共线，所以，F3必定通过交点O，且与F1、F2共面。[证明]：设作用于刚体上的

10、三个力F1、F2和F3使刚体平衡，且力F1、F2汇交。注意：此定理的逆定理不成立。21公理4作用与反作用定律两物体间相互作用的力，总是大小相等、作用线相同而指向相反，分别作用在这两个物体上。22静力学[例]吊灯23NN’[例]重物24静力学一、概念自由体：位移不受限制的物体叫自由体。如运行中的飞机等。非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。如火车、电灯。§1-4约束与约束反力25约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。约束：对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束。（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）26静力学①大

11、小常常是未知的；②方向必与该约束所能够阻碍的位移方向相反；③作用点在物体与约束相接触的那一点。约束反力特点：GGN1N227静力学绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿绳索背离物体。1.柔性体约束——绳索、链条和胶带等。PPTS1S'1S'2S2二、约束类型和确定约束反力方向的方法：28FBFAFPBAPFA’FB’BA29静力学约束反力作用在接触点处，方向沿接触表面的公法线，指向受力物体。2.光滑面约束(光滑是指摩擦不计)PNNPNANB30静力学3.固定铰链约束31静力学中间铰AA销钉带销钉不带销钉XAY

12、A’XA’YA32静力学销钉Y1AX1AX1A’Y1A’YA’XA’33静力学4.辊轴约束（活动铰支座、可动铰支座）34静力学N35静力学5.轴承约束（径向轴承）361、滚动轴承和滑动轴承2、约束：滑动轴承约束反力的方向在垂直于轴线的径向平面内，通常用两个正交分力XA和ZA来