1-静力学基础.ppt

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1、第一篇静力学工程力学2021年9月3日第一篇静力学工程力学静力学研究物体在力系作用下的平衡规律及其应用。力系是指作用在物体上的一组力。平衡是指物体相对惯性参考系保持静止或作匀速直线运动。刚体是指在力作用下不变形的物体，是一种理想化的模型。第1章静力学基础第一篇静力学工程力学第1章静力学基础本章首先介绍静力学的基本概念，包括力、力矩和力偶的概念及静力学公式，并阐述工程中常见的约束与约束力的分析。最后介绍物体的受力分析及受力图，它是解决力学问题的重要环节。力、力矩、力偶第1章静力学基础力、力矩、力偶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、力矩、力偶力的

2、概念力的三要素表明，力是一个具有固定作用点的定位矢量。常用黑体字母F表示力矢量，而用普通字母F表示力的大小。在国际单位制中，力的单位是N。力的概念力、力矩、力偶xyOFxFyθxyOFxFy如已知力F在平面内两正交轴上的投影Fx和Fy，则力F的大小和方向余弦分别为：力的概念力、力矩、力偶FxFyθxyO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。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

3、()，用记号q表示,单位为N／m。力、力矩、力偶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（concentratedforce）。例如，静止的汽车通过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。F1F2力的概念力、力矩、力偶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（concentratedforce）。例如，静止的汽车通过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。q力的概

4、念力、力矩、力偶平面力对点的矩力、力矩、力偶平面力对点的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(armofforce)。力、力矩、力偶规定力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(forcemomentforagivenpoint),用符号mO（F）表示。即其中O点称为力矩中心，简称矩心(centerofaforcemoment);为三角形ABO的面积;式中号表示力矩的转动方向。力、力矩、力偶平面力对点的矩其中O点称为力矩中心，简称矩心(

5、centerofaforcemoment);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。力、力矩、力偶平面力对点的矩以上所讨论的是在确定的平面里，力对物体的转动效应，因而用力矩标量即可度量。力、力矩、力偶平面力对点的矩合力矩定理：平面力系的合力对于平面内任一点之矩等于所有各分力对于该点之矩的代数和，即合力之矩定理如果平面力系可以合成为一个合力FR，则可以证明：或者简写成这表明：平面力系的合力对平面上任一点之矩等于力系中所有的力对同一点之矩

6、的代数和。这一结论称为合力之矩定理。力、力矩、力偶力、力矩、力偶平面力对点的矩FxFyθxyOxyFA例题1用小手锤拔起钉子的两种加力方式。两种情形下，加在手柄上的力F的数值都等于100N，手柄的长度l=100mm。试求：两种情况下，力F对点O之矩。平面力对点的矩力、力矩、力偶平面力对点的矩－例题1解：1.图a中的情形这种情形下，力臂:O点到力F作用线的垂直距离h等于手柄长度l，力F使手锤绕O点逆时针方向转动，所以F对O点之矩的代数值为解：2.图b中的情形这种情形下，力臂力F使手锤绕O点顺时针方向转动，所以F对O点之矩的代数值为力、力矩、力偶已知:作用在托架的A点力为F以及尺寸

7、l1,l2,.例题2求:力F对O点之矩MO(F)力、力矩、力偶平面力对点的矩平面力对点的矩-例题2解:可以直接应用力矩公式计算力F对O点之矩。但是，在本例的情形下，不易计算矩心O到力F作用线的垂直距离h。如果将力F分解为互相垂直的两个分力Fl和F2，二者的数值分别为这时，矩心O至Fl和F2作用线的垂直距离都容易确定。力、力矩、力偶平面力对点的矩-例题2mO(F)=mO(Fcos)+mO(Fsin