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《工程力學--第二章 剛體靜力學基本概念與理論(6學時)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第二章剛體靜力學基本概念與理論2.5平面力系的平衡條件2.1力2.2力偶2.3約束與約束反力2.4受力圖研究對象被抽象為剛體，暫不考慮其變形，為研究力系的平衡提供了極大的方便。--形狀和大小不變，且內(nèi)部各點的相對位置也不變的一種物體理想模型。剛體研究剛體在力系作用下的平衡問題。剛體靜力學若干定義：(3)應用平衡條件解決工程中的各種問題。(2)平衡條件—建立物體處于平衡狀態(tài)時，作用在其上各力組成的力系所應滿足的條件。(1)受力分析—分析作用在物體上的各種力弄清被研究對象的受力情況?；締栴}：力的單位：國際單位制：牛頓(N)千牛頓(kN)靜
2、力學§2-1力和靜力學基本公理一、力的概念1．定義：力是物體間的相互機械作用，這種作用可以改變物體的運動狀態(tài)。2.力的效應：①運動效應(外效應)②變形效應(內(nèi)效應)。3.力的三要素：大小，方向，作用點AF靜力學力系：是指作用在物體上的一群力。是指物體相對于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運動的狀態(tài)。二.剛體就是在力的作用下，大小和形狀都不變的物體。三.平衡平衡力系：物體在力系作用下處于平衡，我們稱這個力系為平衡力系。靜力學公理：是人類經(jīng)過長期實踐和經(jīng)驗而得到的結(jié)論，它被反復的實踐所驗證，是無須證明而為人們所公認的結(jié)論。公理1二力平衡公理作
3、用于剛體上的兩個力，使剛體平衡的必要與充分條件是：這兩個力大小相等
4、F1
5、=
6、F2
7、方向相反F1=–F2作用線共線，作用于同一個物體上。四,靜力學的基本公理靜力學說明：①對剛體來說，上面的條件是充要的③二力體：只在兩個力作用下平衡的剛體叫二力體。②對變形體來說，上面的條件只是必要條件(或多體中)二力桿靜力學在已知力系上加上或減去任意一個平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。推論1：力的可傳性。作用于剛體上的力可沿其作用線移到同一剛體內(nèi)的任一點，而不改變該力對剛體的效應。因此，對剛體來說，力作用三要素為：大小，方向，作用線公理2加減平衡力
8、系原理靜力學剛體受三力作用而平衡，若其中兩力作用線匯交于一點，則另一力的作用線必匯交于同一點，且三力的作用線共面。（必共面，在特殊情況下，力在無窮遠處匯交——平行力系。）公理3力的平行四邊形法則作用于物體上同一點的兩個力可合成一個合力，此合力也作用于該點，合力的大小和方向由以原兩力矢為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線來表示。推論2：三力平衡匯交定理靜力學[證]∵為平衡力系，∴也為平衡力系。又∵二力平衡必等值、反向、共線，∴三力必匯交，且共面。難點：三力平衡匯交定理的應用：靜力學公理4作用力和反作用力定律等值、反向、共線、異體、且同時存在。
9、[例]吊燈靜力學公理5剛化原理變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，則平衡狀態(tài)不變.柔性體（受拉力平衡）剛化為剛體（仍平衡）剛體（受壓平衡）柔性體（受壓不能平衡）靜力學一、合成的幾何法1.兩個共點力的合成由力的平行四邊形法則求合力用力的三角形求合力五,共點力的合成靜力學2.任意個共點力的合成將力系中諸力矢首尾相接，得到一個幾何圖形，稱為該力系的力多邊形。這是一個有缺口的，不閉合的多邊形。由第一力矢的起點到最后一力矢的終點所作的力矢，即為該力系的合力。靜力學結(jié)論：即：即：匯交力系的合力等于力系中各分力的矢量和，合力的作用
10、線通過力系的匯交點。故可知：?=70?時，F(xiàn)2最小。且可求得：F1=940N,F2=342N。例2.1圖中固定環(huán)上作用著二個力F1和F2，若希望得到垂直向下的合力F=1kN，又要求力F2盡量小，試確定?角和F1、F2的大小。解：力三角形如圖。有F2/sin20?=F/sin(180?-20?-?)F1/sin?=F/sin(180?-20?-?)dF2/d?=-Fsin20?cos(160?-?)/sin2(160?-?)=0由F2最小的條件，還有F2q20?F1FRq20?FRF1F2靜力學1、力在平面坐標軸上的投影合成的解析法aFx
11、力在任一軸上的投影力F在任一軸x上的投影，等于力的大小乘以力與軸正向夾角的余弦。有：FX=Fcos?力的投影是代數(shù)量或者：力在任一軸上投影的大小等于力的大小乘以力與軸所夾銳角的余弦，其正負則由從力矢量起點到終點的投影指向與軸是否一致確定。FX討論：力的投影與分力力F在垂直坐標軸x、y上的投影分量與沿軸分解的分力大小相等。力F在相互不垂直的軸x、y上的投影分量與沿軸分解的分力大小是不相等的。FxFyFxFyFxFyxyFaF1F2oyxFOF2F1yxFOF2F1力在任一軸上的投影大小都不大于力的大小。而分力的大小卻不一定都小于合力。力在
12、任一軸上的投影可求，力沿一軸上的分力不定。yxFOFxFyF1F2R靜力學2、合力投影定理由圖可看出，各分力在x軸和在y軸投影的和分別為：合力投影定理：合力在任一軸上的投影，等于各分力在同一軸上投影的代數(shù)和
