哈工大理论力学课件第二章
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第一章 力系的简化1-1 静力学基本概念与静力学公理 一、静力学基本概念 1.力的概念(1)定义:力是物体间的相互机械作用,这种作用可以改变物体的运动状态。
(2) 力的效应: ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。
(3) 力的三要素:大小,方向,作用点(4)力的单位: 国际单位制:牛顿(N) 、千牛顿(kN) 力系:是指作用在物体上的一群力。
力系的分类:1.按力的作用线的空间位置:平面、空间2.按力的作用线的相对位置:汇交、平行、一般 平衡力系:物体在力系作用下处于平衡。
2.刚体在力的作用下,大小和形状都不变的物体。
3.平衡指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。
二、静力学公理公理1 二力平衡公理作用于刚体上的两个力,使刚体平衡的必要与充分条件是: 1、大小相等 | F 1 | = | F 2 | 2、方向相反 F 1 = –F 2 3、作用线共线,4、作用于同一个物体上 公理2 加减平衡力系原理在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用。
推论1:力的可传性。
作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点,而不改变该力对刚体的效应。
必须注意:力的可传性只能用于单个刚体,如果将其用于刚体系统,则会改变刚体的受力。
公理3 力的平行四边形法则作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力,此合力也作用于该点,合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。
21F F R +=推论2:三力平衡汇交定理 刚体受三力作用而平衡,若其中两力作用线汇交于一点,则另一力的作用线必汇交于同一点,且三力的作用线共面。
公理4 作用力和反作用力定律等值、反向、共线、异体、且同时存在。
公理5 刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡,如将此变形体变成刚体(刚化为刚体),则平衡状态保持不变。
1-2 力的投影、力矩与力偶一、力在空间轴上的投影与分解: 1.力在空间的表示:力的三要素:大小、方向、作用点(线) 2、一次投影法(直接投影法)由图可知:γβα cos , cos ,cos ⋅=⋅=⋅=F Z F Y F X3、二次投影法(间接投影法)当力与各轴正向夹角不易确定时,可先将 F 投影到xy 面上,然后再投影到x 、y 轴上, 4、力沿坐标轴分解:k Z j Y i X F ++=222Z Y X F ++=FZ F Y F X ===γβαcos ,cos ,cos 平面问题力在坐标轴上的投影22y x F F F += F F F X x ==αcos FF F Y y==βcos 5、合力投影定理:合力在某一轴上的投影等于各分力在同一轴上投影的代数和。
哈工大版理论力学课件本文档主要介绍哈尔滨工业大学的理论力学课件,包括课程大纲、教学计划、章节内容等。
理论力学是物理学的重要分支,主要研究物体在作用力下的静力学和动力学现象,是工程和科学领域中必不可少的基础课程。
而哈工大版的理论力学课件以其内容全面、知识点详实的特点,受到了广大学生和教师的高度认可,也成为国内理论力学课程中的佼佼者。
1. 课程大纲理论力学的课程大纲主要包括三部分,静力学、刚体动力学和弹性力学。
其中,静力学部分重点关注物体在静力平衡下的现象和条件,包括平衡状态、力和力矩平衡、简支梁和悬挂链等;刚体动力学部分主要探究运动刚体的力学规律,包括动量和角动量定理、角速度和角加速度等;弹性力学部分则侧重于弹性材料的变形与应力分析,包括弹性模量和泊松比等。
2. 教学计划哈工大版的理论力学课程,一般分为三个学期来完成。
第一学期主要介绍静力学部分的内容,包括平衡静力学、平面力系和空间力系、单自由度和多自由度系统等相关知识点;第二学期主要学习刚体动力学,包括刚体的运动学与动力学、转动惯量和刚体的平衡点等;第三学期则着重弹性力学的学习,包括线弹性材料的基本理论和设计、板和壳的弹性理论、弹性波等内容。
3. 章节内容理论力学课程的章节内容较为繁多,这里仅就每个部分的重点内容进行简要说明。
3.1 静力学部分•平衡静力学:包括平衡状态、支持反力和阻力计算等;•平面力系和空间力系:重点探究平面力系和空间力系的平衡条件和相关问题;•单自由度和多自由度系统:介绍弹簧振子、简谐振动、多自由度系统等知识点。
3.2 刚体动力学部分•刚体的运动学与动力学:包括刚体运动的描述、角位移和角速度的概念以及相应的公式;•质心和转动惯量:主要介绍质心和惯性张量的概念及其作用;•刚体平衡点和稳定性:介绍刚体的平衡条件和解法等相关知识点。
3.3 弹性力学部分•线弹性材料的基本理论和设计:重点探究材料力学、材料本构方程、弹性模量和泊松比等;•板和壳的弹性理论:介绍板和壳的弹性方程和解法、叠加原理等;•弹性波:着重介绍弹性波的描述、性质和传播规律等。