第一章静力学 1.1静力学的基础 1.2平面汇交力系 1.3力矩和力偶 14平面任意力系 当前页1吧
第一章 静力学 当前页1 1.1 静力学的基础 1.2 平面汇交力系 1.3 力矩和力偶 1.4 平面任意力系
1.1静力学的基础 1.1.1静力学基本概念 1.力的概念 力是物体间的相互作用,其效果是使物体的运动状态发生 变化,或使物体变形 力使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应,使物 体产生变形的效应称为力的内效应。力是物体间的相互机械 作用,力不能脱离物体而存在。 力的三要素 对物体作用效果取决于力的大小、方向和作用点三个要素。 力是矢量,具有大小和方向。力的单位以“牛顿”(N)或“干 牛”(kN)表示。三要素中任何一个要素改变,都会使力的 作用效果改变
1.1 静力学的基础 1.1.1 静力学基本概念 1．力的概念 力是物体间的相互作用，其效果是使物体的运动状态发生 变化，或使物体变形。 力使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应，使物 体产生变形的效应称为力的内效应。力是物体间的相互机械 作用，力不能脱离物体而存在。 2．力的三要素 对物体作用效果取决于力的大小、方向和作用点三个要素。 力是矢量，具有大小和方向。力的单位以“牛顿”(N)或“千 牛”（kN）表示。三要素中任何一个要素改变，都会使力的 作用效果改变
11.1静力学的基础 3.力的图示法 用有向线段能表示力的三要素,如图11所示,这种方法叫 做力的图示法。矢量的长度按一定的比例表示力的大小,箭 头的指向表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点 通过作用点,沿着力的方向引出的直线,称为力的作用线。 例如:小车受到100N的推力,可用下图的有向线段来表示 ION F=50N ,A一 面主日人 力的3要素示意图
1.1.1 静力学的基础 3．力的图示法 用有向线段能表示力的三要素，如图1.1所示，这种方法叫 做力的图示法。矢量的长度按一定的比例表示力的大小，箭 头的指向表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点。 通过作用点，沿着力的方向引出的直线，称为力的作用线。 例如：小车受到100N的推力，可用下图的有向线段来表示。 力的3要素示意图
1.12静力学基本公理 公理1:二力平衡公理 只受两个力作用的刚体,使刚体保持平衡状态的充要条件是 两力等值、反向、共线,如图所示 刚体处于平衡状态时的受力示意图 公理2:加减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去任一平衡力系,不会改变原力系 对刚体的作用效应 当前页4
第一章 静力学 当前页4 1.1.2 静力学基本公理 公理1：二力平衡公理 只受两个力作用的刚体，使刚体保持平衡状态的充要条件是： 两力等值、反向、共线，如图所示。 刚体处于平衡状态时的受力示意图 公理2：加减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去任一平衡力系，不会改变原力系 对刚体的作用效应
1.1.2静力学基本公理 推论1:力的可传递原理 作用于刚体上某一点的力可沿其作用线移至刚体上的任一 点,而不会改变原力系对刚体的作用效应。如图所示力作 用在刚体上A点和作用在刚体上B点效果是一样的 , 关(3 力的可传递性 公理3:力的平行四边形公理 作用于物体上某一点的两个力的合力也作用于该点,合力的 大小和方向由这两个力为邻边所构成平行四边形的对角线来 确定。 当前页5
第一章 静力学 当前页5 1.1.2 静力学基本公理 ◼ 推论1：力的可传递原理 ◼ 作用于刚体上某一点的力可沿其作用线移至刚体上的任一 点，而不会改变原力系对刚体的作用效应。如图所示,力作 用在刚体上A点和作用在刚体上B点效果是一样的。 力的可传递性 公理3：力的平行四边形公理 作用于物体上某一点的两个力的合力也作用于该点，合力的 大小和方向由这两个力为邻边所构成平行四边形的对角线来 确定
1.1.2静力学基本公理 推论2:三力平衡汇交定理 刚体上受同一平面内互不平行的三力作用而且相互平衡时 则此三个力的作用线汇交于一点,并在同一平面内。 公理4:作用与反作用公理 两个物体间的作用力和反作用力总是同时存在,且大小相 等、方向相反、沿着同一直线(简称等值、反向、共线) 分别作用在这两个物体上 是 作用力与反作用力 当前页6
第一章 静力学 当前页6 1.1.2 静力学基本公理 ◼ 推论2：三力平衡汇交定理 ◼ 刚体上受同一平面内互不平行的三力作用而且相互平衡时， 则此三个力的作用线汇交于一点，并在同一平面内。 ◼ 公理4：作用与反作用公理 ◼ 两个物体间的作用力和反作用力总是同时存在，且大小相 等、方向相反、沿着同一直线（简称等值、反向、共线）， 分别作用在这两个物体上。 作用力与反作用力
1.1.3约束与约束力 1约束与约束力的基本概念 位移不受限制的物体称为自由体,位移受限制的物体称 为非自由体。约束是指对非自由体的某些位移起限制作用 的周围物体。而约束限制物体运动的力称为该物体的约束 力 能够使物体产生运动趋势或运动的力称为主动力,如重 力、拉力、推力。而阻碍物体运动或运动趋势的力,称为 被动力。约束力是阻碍物体运动的力,属被动力。 确定约束力有如下原则:(1)约束力的作用点就是约束 与被约束物体的相互接触点或相互连接点;(2)约束力的方 向与该约束所阻碍的运动趋势方向相反;(3)约束力的大小 可采用平衡条件计算确定。 当前页7
第一章 静力学 当前页7 1.1.3 约束与约束力 ◼ 1．约束与约束力的基本概念 ◼ 位移不受限制的物体称为自由体，位移受限制的物体称 为非自由体。约束是指对非自由体的某些位移起限制作用 的周围物体。而约束限制物体运动的力称为该物体的约束 力。 ◼ 能够使物体产生运动趋势或运动的力称为主动力，如重 力、拉力、推力。而阻碍物体运动或运动趋势的力，称为 被动力。约束力是阻碍物体运动的力，属被动力。 ◼ 确定约束力有如下原则：(1)约束力的作用点就是约束 与被约束物体的相互接触点或相互连接点；(2)约束力的方 向与该约束所阻碍的运动趋势方向相反；(3)约束力的大小 可采用平衡条件计算确定
1.1.3约束与约束力 常见约束类型 (1)柔性体约束工程上常见的传动带、柔软的绳索和链 条等构成的约束称柔性体约束。绳索本身只能承受拉力 不能承受压力。绳索给物体的约束力也只能是拉力。由 图所示,绳索对物体的约束力大小与重物相等,作用点 为绳索和重物的接触点,方向沿着绳索背离物体,通常 用T表示这类约束力。 柔性体约束 当前页8圖
第一章 静力学 当前页8 1.1.3 约束与约束力 ◼ 2.常见约束类型 ◼ (1)柔性体约束 工程上常见的传动带、柔软的绳索和链 条等构成的约束称柔性体约束。绳索本身只能承受拉力， 不能承受压力。绳索给物体的约束力也只能是拉力。由 图所示，绳索对物体的约束力大小与重物相等，作用点 为绳索和重物的接触点，方向沿着绳索背离物体，通常 用T表示这类约束力。 柔性体约束
1.1.3约束与约束力 2)光滑面约束当两物体直接接触,且表面光滑,接触 处摩擦力很小,可略去摩擦不计,这种光滑面构成的约 束称为光滑面约束。这类约束不能限制物体沿约束表面 切线的位移,只能阻碍物体沿接触面法线并向约束内部 的位移。因此,光滑接触面的约束力必通过接触点,方 向沿着接触面在该点的公法线并指向受力物体。这类约 束力称法向力,常用N表示,如图所示。 in7 TN 光滑面约束 当前页9
第一章 静力学 当前页9 1.1.3 约束与约束力 ◼ (2)光滑面约束 当两物体直接接触，且表面光滑，接触 处摩擦力很小，可略去摩擦不计，这种光滑面构成的约 束称为光滑面约束。这类约束不能限制物体沿约束表面 切线的位移，只能阻碍物体沿接触面法线并向约束内部 的位移。因此，光滑接触面的约束力必通过接触点，方 向沿着接触面在该点的公法线并指向受力物体。这类约 束力称法向力，常用N表示，如图所示。 光滑面约束
1.1.3约束与约束力 (3)光滑铰链约束由铰链构成的约束称铰链约束。圆柱销钉 将两个具有相同大小圆柱孔的构件连接在一起,如图a所示。 物体B的运动受到圆柱销钉C的限制,只能转动,不能移动 图b所示的连杆与曲柄用曲柄销连接(A处),连杆与活塞用活 塞销连接(B处),它们都是铰链连接。 之曲柄 连杆N 铰链约束 常见的铰链支座约束有固定铰链支座(构件中其中一个固 定在地面或机架上)和活动铰链支座(支座中有几个圆柱滚子 可沿某一方向作滚动)两种, 当前页0吧圆
第一章 静力学 当前页10 1.1.3 约束与约束力 ◼ (3)光滑铰链约束 由铰链构成的约束称铰链约束。圆柱销钉 将两个具有相同大小圆柱孔的构件连接在一起，如图a所示。 物体B的运动受到圆柱销钉C的限制，只能转动，不能移动。 图b所示的连杆与曲柄用曲柄销连接(A处)，连杆与活塞用活 塞销连接(B处)，它们都是铰链连接。 铰链约束 常见的铰链支座约束有固定铰链支座(构件中其中一个固 定在地面或机架上)和活动铰链支座(支座中有几个圆柱滚子 可沿某一方向作滚动)两种