静力学(受力分析)
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第一章静力学公理与物体的受力分析第一篇静力学静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的一门科学。
静力学中所指的物体都是刚体。
所谓刚体是指物体在力的作用下,其内部任意两点之间的距离始终保持不变,这是一种理想化的力学模型。
“平衡〞是指物体相对于惯性参考系〔如地面〕保持静止或作匀速直线运动的状态,是物体运动的一种特殊形式。
静力学主要研究以下三个问题: 1.物体的受力分析分析物体共受几个力作用,每个力的作用位置及其方向。
2.力系的简化所谓力系是指作用在物体上的一群力。
如果作用在物体上两个力系的作用效果是相同的,那么这两个力系互称为等效力系。
用一个简单力系等效地替换一个复杂力系的过程称为力系的简化。
力系简化的目的是简化物体受力,以便于进一步分析和研究。
3.建立各种力系的平衡条件刚体处于平衡状态时,作用于刚体上的力系应该满足的条件,称为力系的平衡条件。
满足平衡条件的力系称为平衡力系。
力系平衡条件在工程中有着特别重要的意义,是设计结构、构件和零件的静力学根底。
第一章静力学公理与物体受力分析§1.1力的概念与分类力是人们从长期生产实践中经抽象而得到的一个科学概念。
例如,当人们用手推、举、抓、掷物体时,由于肌肉伸缩逐渐产生了对力的感性认识。
随着生产的开展,人们逐渐认识到,物体运动状态及形状的改变,都是由于其它物体对其施加作用的结果。
这样,由感性到理性建立了力的概念:力是物体间相互的机械作用,其作用结果是使物体运动状态或形状发生改变。
实践说明力的效应有两种,一种是使物体运动状态发生改变,称为力对物体的外效应;另一种是使物体形状发生改变,称为力对物体的内效应。
在静力学局部将物体视为刚体,只考虑力的外效应;而在材料力学局部那么将物体视为变形体,必须考虑力的内效应。
力是物体之间的相互作用,力不能脱离物体而独立存在。
在分析物体受力时,必须注意物体间的相互作用关系,分清施力体与受力体。
否那么,就不能正确地分析物体的受力情况。
静力学受力分析静力学是研究物体在平衡状态下力的效果的一门学科。
通过分析物体所受力的情况和性质,可以确定物体的平衡条件以及受力情况。
在静力学中,受力分析是解决问题的基础,它使我们能够了解物体所受的各种力的大小和方向,进而确定物体的平衡状况。
受力分析包括对各种外力和内力的分析。
外力是物体所受的来自外部环境的力,常见的外力有重力、支持力、摩擦力等。
内力是物体内部的各部分之间相互作用的力,如弹力、拉力等。
通过分析外力和内力的合力,可以得到物体所受的净力,从而判断物体在受力状态下是否平衡。
在进行受力分析时,需要先明确物体所受的各种外力,然后根据受力条件和平衡条件进行分析。
下面以一个简单的实例来进行说明。
假设有一个放在水平桌面上的物体,我们要进行受力分析。
首先,我们需要明确物体所受的外力有哪些。
通常情况下,物体所受的外力有重力、支持力和摩擦力。
重力是物体所受的最普遍的力,它是由地球对物体的吸引而产生的。
重力的大小与物体的质量成正比,方向垂直向下。
在水平桌面上放置的物体所受的重力可以用公式F=mg 来表示,其中F 表示重力的大小,m 表示物体的质量,g 表示重力加速度。
支持力是桌面对物体的支持作用,它与物体的重力大小相等,方向与重力方向相反。
支持力的作用是使物体不下陷,保持在桌面上。
摩擦力是物体和桌面之间的接触面产生的相互抵抗运动的力。
当物体处于静止状态时,摩擦力与物体所受的外力的合力相等,使物体处于平衡状态。
摩擦力的大小与物体所受的外力有关,与物体本身的性质、接触面的粗糙程度等因素相关。
通过受力分析,我们可以得到物体所受的净力。
在水平桌面上放置的物体,其净力应该为零,即各个力之间相互平衡,力的合力为零。
如果净力不为零,则物体将受到加速度的作用,产生移动或倾斜等现象。
在实际应用中,受力分析常常用于设计和建筑力学中。
例如,在设计桥梁和建筑物时,需要对各部分的受力情况进行分析,以确保结构的稳定和安全。
总结一下,静力学受力分析是研究物体在平衡状态下力的效果的学科。