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理论力学第一章静力学公理与受力分析.pdf

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1 上海工程技术大学工程力学部 简琦薇2 静力学引言 静力学是讲授作用于物体上力系的平衡规律。 力系:是指作用于物体上的一群力。 平衡:物体相对惯性参考系静止或 作匀速的直线运动。 F 1 A i F n F 2 F 1 A 2 A i n A 静力学主要研究:物体的受力分析; 各力系的简化与合成; 各力系的平衡条件及其应用。 惯性参考系:惯性参考体上所建的坐标系。 ) , , , , , ( 2 1 n i F F F F       地面。 惯性参考体:在这门课中指地面。 x y o3 第一章 静力学公理和物体的受力分析 §1–1 刚体和力的概念 §1–2 静力学公理 §1–3 约束与约束力 §1–4 物体的受力分析与受力图 第一章 静力学基本公理和物体的受力分析4 一、刚体的概念 实际上,物体的受力是要变形的,只是这种变形在所讨论 的问题中是可以忽略的。 刚体的定义:受力而不变形的物体; 或:受力后,任意两点之间距离不变的物体。 P A B C   §1-1 刚体和力的概念 第一章 静力学基本公理和物体的受力分析 F  A B A F  B F  x  l l x  5 刚体 就是在力的作用下,大小和形状都不变的物体。 吊车梁简化为一刚性梁 第一章 静力学基本公理和物体的受力分析6 C a ) 物体的运动状态发生变化; 1.定义:力是物体之间相互的机械作用。 2.力的作用效应: b ) 物体的形状发生变化。 (外效应) (内效应) 1.移动 2.转动 3.移动+转动 力的产生: a 力场 b 物体之间相互接触。 重力场,磁场 万有引力场。 理 力 所 研 究 的 内 容 这给我们分析力,找力提供了依据。 二、力的概念 B A F  第一章 静力学基本公理和物体的受力分析 人用力推车 简支梁上放置圆柱7 3.力的三要素: 大小: 物体之间相互机械作用强弱的程度。 B A P C D 国际制单位: N (牛顿) kN (千牛顿) 方向:方位与指向;水平向左、水平向右。 作用点:物体之间相互接触的部位。 第一章 静力学基本公理和物体的受力分析 P  P是圆柱的自重 作用于重心处 D F  D 大小, 方向 和作用点; 接触的部位小,可称为集中力。 接触的部位大,可称为分布力。8 力的矢量表示: A B A B Q ( a ) ( b ) 在图中用带箭头的有向线段表示。 F C F A A B C B F , A F , B F , C F . Q 作用点:用有向线段的起点或终点表示。 在受力图中,线段的长短没有关系。 用带箭头字符表示: 在图解法中,线段的长短与力的大小 是成比例的。 分布力:分布线力、分布面力、分布体力。 第一章 静力学基本公理和物体的受力分析9 4、力系: 作用在物体上一群力的总称。 平衡力系:使运动状态不变的力系。 等效力系: F 1 A i F n F 2 F 1 A 2 A i n A ) , , , , ( 3 2 1 n F F F F  例如: F A A C F B C B F 等效。 与 ) , , ( ) , , , , ( 3 2 1 C B A n F F F F F F F  若运动效果相同,则 ) , , , , ( 3 2 1 n F F F F  作用效果 相同 两个力系分别作用于同一物体其效应相同,则这两个 力系等效。 第一章 静力学基本公理和物体的受力分析 分别作用于同一物体, ) , , ( , C B A F F F10 力系的简化:以一个简单力系等效代替一复杂的力系。 ) , , ( ) , , , , ( 3 2 1 C B A n F F F F F F F   F 1 A i F n F 2 F 1 A 2 A i n A F A A C F B C B F 作用效 果相同 O 作用效 果相同 R F ) , , ( ) , , , , ( 3 2 1 C B A n F F F F F F F    等效  的合力。 是 ) , , , , ( 3 2 1 n R F F F F F   的合力。 是 ) , , ( C B A R F F F F  R C B A F F F F    等效 ) , , ( 第一章 静力学基本公理和物体的受力分析    等效 ) , , , , ( 3 2 1 n F F F F  R F11 小结 F 1 A i F n F 2 F 1 A 2 A i n A 1、刚体:受力而不变形的物体。 2、力:力是物体之间相互的机械作用。 力的作用效应: 力的外效应(理论力学所研究的内容) 力的内效应(材料力学所研究的内容) 力系:作用在
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