第一章 静力学基本知识
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静力学知识点第一章静力学公理和物体的受力分析本章总结1.静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。
2.静力学公理公理1 力的平行四边形法则。
公理2 二力平衡条件。
公理3 加减平衡力系原理公理4 作用和反作用定律。
公理5 刚化原理。
3.约束和约束力限制非自由体某些位移的周围物体,称为约束。
约束对非自由体施加的力称为约束力。
约束力的方向与该约束所能阻碍的位移方向相反。
4.物体的受力分析和受力图画物体受力图时,首先要明确研究对象(即取分离体)。
物体受的力分为主动力和约束力。
要注意分清内力与外力,在受力图上一般只画研究对象所受的外力;还要注意作用力和反作用力之间的相互关系。
常见问题问题一画受力图时,严格按约束性质画,不要凭主观想象与臆测。
第二章平面力系本章总结1. 平面汇交力系的合力( 1 )几何法:根据力多边形法则,合力矢为合力作用线通过汇交点。
( 2 )解析法:合力的解析表达式为2. 平面汇交力系的平衡条件( 1 )平衡的必要和充分条件:( 2 )平衡的几何条件:平面汇交力系的力多边形自行封闭。
( 3 )平衡的解析条件(平衡方程):3. 平面内的力对点O 之矩是代数量,记为一般以逆时针转向为正,反之为负。
或4. 力偶和力偶矩力偶是由等值、反向、不共线的两个平行力组成的特殊力系。
力偶没有合力,也不能用一个力来平衡。
平面力偶对物体的作用效应决定于力偶矩M 的大小和转向,即式中正负号表示力偶的转向,一般以逆时针转向为正,反之为负。
力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩,力偶矩与矩心的位置无关。
5. 同平面内力偶的等效定理:在同平面内的两个力偶,如果力偶相等,则彼此等效。
力偶矩是平面力偶作用的唯一度量。
6. 平面力偶系的合成与平衡合力偶矩等于各分力偶矩的代数和,即平面力偶系的平衡条件为7、平面任意力系平面任意力系是力的作用线可杂乱无章分布但在同一平面内的力系。
当物体(含物体系)有一几何对称平面,且力的分别关于此平面对称时,可简化为平面力系计算。
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。
课时授课计划页13 共页1 第页13 共页2 第页13 共页3 第并不会改变原力系对刚体的作用效果。
这是因为一个平衡力系作用在物体上,各力对刚体的作用效果相互抵消,可以进行力系的等效变换。
这是研究力系等效变换的重要依据。
作用在刚体的力可沿其作用线移到刚体内任意一点,而不改变该推理:力对刚体的作用效果。
对刚体而言,力的三要素:大小、方向、作用线力的可传递性只适用于刚体,而不适用于变形体。
第三节力矩一、力矩的概念、概念1取决--转动效应--力对物体可以产生:移动效应取决于力的大小、方向;页13 共页4 第d?)??FM(F-+O式中:O——矩心,即转动中心;d——力臂,即力的作用线到矩心的垂直距离。
、单位3)。
?米(kN?m:牛顿力矩的单位?米(N?m)或千牛、特殊情况4)力等于零。
力矩为零有两种情况:(1 2)力的作用线通过矩心。
(二、力矩的计算进行讲解。
2-4、例2-5例通过讲解书P47-48三、合力矩定理等于所有各分力对同一:平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩,定理点的矩的代数和。
即:页13 共页5 第)m(Q)(Fm和l, 、求:[例]已知:如图F、Q o O:①用力对点的矩法解l?F?F?d(mF)?O? sin l?m(Q)?Q?o②应用合力矩定理?ctglF)??l?F??(mF yOx l)(Q??Q?m o力偶第四节一、力偶的概念力偶:把大小相等、方向相反的平行力组成的力系称为力偶,并记作F'(F,)。
力偶对物体只产生转动效应,而不产生移动效应。
d 力偶中两力所在的平面叫做力偶作用面,两力作用线之间的垂直距离称为力偶臂。
页13 共页6 第m。
?力偶矩的单位与例句相同,为N?m或kN力偶的转向和力偶作实践证明,力偶对物体的作用效果由力偶矩的大小、用面的方位等三个因素决定。
三、力偶的基本性质、基本性质1 1()力偶无合力,即力偶不能用一个力来代替。
)力偶对其作用面内任一点的力矩恒等于力偶矩,而与矩心位置无关,即(2计算出力偶中的两个力分别对该点欲求力偶对其所在平面内任一点的力矩时,的力矩的代数和就等于力偶矩、)在同一平面内的两个力偶,如果它们的力偶矩大小相等,且力偶的转向3(页13 共页7 第页13 共页8 第页13 共页9 第页13 共页10 第页13 共页11 第页13 共页12 第页13 共页13 第。