静力学
- 格式:pdf
- 大小:18.09 MB
- 文档页数:239
静力学分析静力学,也称作定力学,是一门多学科的工程学,它结合了力学,材料科学和数学等学科,是研究物体在其外力作用下的稳定性和变形的力学问题。
静力学分析主要是指用各种方法分析这些物体在其外力作用下,特别是在平衡状态下的运动特性,即运动状态相对稳定。
静力学分析的基本内容包括力平衡分析,动力学分析,接触力学分析以及材料强度检测等。
力平衡分析是用来求取物体在其外力作用下的位移,角移动,静力和振动特性的基本方法,这些特性将大大影响物体在该状态下的稳定性和变形。
动力学分析是根据物体在作用力作用下的状态变化及其状态转换而研究物体在外力作用下的动态分析,用以判断物体在多维空间中的运动特性,从而可以研究物体在作用力作用下的变形。
接触力学分析是指分析物体在其外力作用下,特别是接触力作用下的运动特性,如滑动、粘着等,以及恢复力和磨损等,用以判断物体在作用外力的条件下的变形,从而研究物体的稳定性及其运动特性。
材料强度检测指研究物体在外力作用下,特别是强度作用下的变形,其主要内容是分析物体在强度力作用下的变形特性,以及它们在外力作用下强度变化的规律。
与流体力学有所不同,静力学分析更多地关注物体在平衡状态或者稳定状态下的运动特性,而不同的外力更多的影响物体系的变形和运动特性。
静力学分析的基本原理涉及到力,力矩,位移,弯矩以及波动等各种物理运动的变化。
它以求解这些变量的解析解为基础,求解它们之间的关系,从而探究物体在外力作用下的变形,位移等事物。
力学分析可以用到几乎所有的工程应用领域,以及涉及到结构构件,机电系统,机械控制系统等系统研究中,从而帮助研究人员选择最优解,减小力学系统的损耗,达到更高的运行效率。
此外,静力学分析也可以用来分析以下几种类型的物体:机械结构,组件,机械设备,声学装置,伺服系统,传感器,流体机械,以及电气系统等等。
它可以从不同的角度来研究物体的性能变化,比如从力学,材料科学,电学,声学和计算机科学等角度,从而更好地掌握物体的运动特性。
第一章静力学基础学习目标:1.理解力、刚体、约束、约束力的概念和静力学公理。
2.掌握物体受力图分析。
静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学,主要解决两类问题:一是将作用在物体上的力系进行简化,即用一个简单的力系等效地替换一个复杂的力系,这类问题称为“力系的简化(或力系的合成)问题”;二是建立物体在各种力系作用下的平衡条件,这类问题称为“力系的平衡问题”。
静力学是建筑力学的基础,在土木工程实际中有着广泛的应用。
它所研究的两类问题(力系的简化和力系的平衡),对于研究物体的受力和变形都有十分重要的意义。
力在物体平衡时所表现出来的基本性质,也同样表现于物体在一般运动的情形中。
在静力学中关于力的合成、分解与力系简化的研究结果,可以直接应用于动力学。
本章将阐述静力学中的一些基本概念、静力学公理、建筑工程上常见的典型约束力与约束反力,以及物体的受力分析。
第一节基本概念一、力力的概念是人们在生活和生产实践中,通过长期的观察、分析和总结而逐步形成的。
当人们推动小车时,由于手臂肌肉的紧张和收缩而感受到了力的作用。
这种作用不仅存在于人与物体之间,而且广泛地存在于物体与物体之间,例如机车牵引车辆加速前进或者制动时,机车与车辆之间、车辆与车辆之间都有力的作用。
大量事实表明,力是物体(指广义上的物体,其中包括人)之间的相互作用,离开了物体,力就不可能存在。
力虽然看不见摸不着,但它的作用效应完全可以直接观察,或用仪器测量出来。
实际上,人们正是从力的效应来认识力本身的。
1.力的定义力是物体之间相互的机械作用。
由于力的作用,物体的机械运动状态将发生改变,同时还引起物体产生变形。
前者称为力的运动效应(或外效应);后者称为力的变形效应(或内效应)。
在本课程中,主要讨论力对物体的变形效应。
2.力的三要素实践表明,力对物体作用的效应,决定于力的大小、方向(包括方位和指向)和作用点,这三个因素称为力的三要素。
力的大小表示力对物体作用的强弱。
高中的静力学原理
静力学原理是研究物体静止状态下受力情况的原理,包括以下几个方面:
1. 牛顿第一定律:如果物体静止,则它受到的所有力的合力为零。
2. 牛顿第二定律:物体的加速度与作用在它上面合力成正比,与物体质量成反比。
3. 牛顿第三定律:相互作用的两个物体之间的作用力与反作用力大小相等,方向相反。
4. 惯性:物体不受力或力平衡时,保持静止或匀速直线运动的性质。
5. 受力分析:对一物体受力情况进行分析,包括力的大小、方向、作用点和作用对象等。
6. 平衡条件:物体保持平衡的必要条件是受到的合力为零,即物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
7. 科赫定理:平面问题中多个力的作用可以等效为合力和力矩的作用,从而简化问题的解法。
这些原理都是静力学研究中的基本概念,对于解决物理问题和理解物理现象有重要意义。
初中物理静力学公式大全
1. 力的公式:
- 力的定义: F = m * a
- 重力的计算公式: W = m * g (其中W为物体的重力, m为物体的质量, g为重力加速度)
2. 物体平衡的条件:
- 力的平衡条件: ΣF = 0 (物体所受外力的合力为零时,物体处于力的平衡状态)
- 转矩的平衡条件: ΣM = 0 (物体所受外力的合力矩为零时,物体处于力矩的平衡状态)
3. 倾斜面上物体的公式:
- 斜面上物体的重力分解: Fg = m * g
- 物体在斜面上的平衡条件: Fgsinθ = Fn (其中Fg为物体的重力分量, θ为斜面的倾角, Fn为物体在斜面上的支持力)
4. 弹力:
- 弹力的计算公式: Fs = k * x (其中Fs为弹力大小, k为弹簧劲度系数, x为弹簧的伸长量)
5. 摩擦力:
- 静摩擦力的计算公式: Fs ≤ μs * Fn (其中Fs为静摩擦力大小, μs为静摩擦系数, Fn为物体所受的支持力)
- 动摩擦力的计算公式: Fk = μk * Fn (其中Fk为动摩擦力大小, μk为动摩擦系数, Fn为物体所受的支持力)
6. 浮力:
- 浮力的计算公式: Fb = ρ * V * g (其中Fb为浮力大小, ρ为液体的密度, V为物体在液体中的体积, g为重力加速度)
7. 杠杆原理:
- 杠杆平衡的条件: 力的和对原点的力矩为零
以上是初中物理静力学的一些常用公式,希望对你有所帮助。