文档介绍：静力学
引言
静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学
在静力学中的物体指的是刚体。
力:是物体间的相互机械作用,这种作用使物体的机械运动
状态发生变化和物体的形状发生变化。
外效应:运动状态发生变化
力对物体作用效应
内效应:物体形态发生变化
力的三要素:大小、方向、作用点
力的大小:反映物体间机械作用的强度
力的方向:是指力作用的方位和指向
力的作用点:是指力作用的位置
力是矢量
A
国际单位制(SD基本单位
长度—米(m)
质量—公斤(kg)
时间—秒(t)
力的单位
力是导出单位
力—牛顿(N)、千牛顿(kN)
1kN=1000N
力系:作用于物体的一群力称为力系
平衡:
物体相对于地球处于静止或匀速直线运动的状态称为平衡。
◆平衡力系:如果一个力系作用于物体而不改变物体的原有
运动状态,则称该力系为平衡力系
☆等效力系:如果两个力系对物体的作用效应完全相同,则
称这两个力系互为等效力系。
◆平面力系:如作用于物体上的力系各力的作用线均在同一
平面时,则称这个力系为平面力系。
◆空间力系:各力作用线不在同一平面内,而是在空间分布
的力系称为空间力系
合力和分力:当一个力与一个力系的作用效应完全相同,则
把这个力称为该力系的合力。而该力系中的每个力称为合
力的分力。
静力学研究的问题
(或简化)
第1章静力学公理和物体的受力分析
第1节静力学公理
公理1力的平行四边形法则
作用在物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力。
合力的作用点也在该点,合力的大小和方向,由这两个力为
边构成的平行四边形的对角线来确定。或者说,合力矢等于
这两个力矢的几何和,即
Fn=F,+A
三角形法则
F
F2
F
公理2二力平衡公理
作用于同一刚体上的两个力,使刚
体保持平衡的充分和必要条件是:这两
个力的大小相等、方向相反,且作用在
同一直线上。(等值、反向、共线)
二力构件:只受两个力作用而平衡的构件称为二力构件。(二
力杆)
公理3加减平衡力系原理
在已知力系上加上或减去任意的平衡力系,并不改
变原力系对刚体的作用效应
推论1:力的可传性
作用于刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任一点,
而不改变原力对刚体的作用效应
证明
力是滑动矢量
作用于刚体上的力的三要素:力的大小、方向和作用线
推论2:三力平衡汇交定理
F
作用于刚体上三个相互平衡的力,若其
F3
中两个力的作用线汇交于一点,则此三力必
在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇
F2交点。
h1,F2,F3为平衡力系
R,F3也为平衡力系
又二力平衡必等值、反向、共线,
∴三力F1,F2,F3必汇交,且共面
使用的地方:在一个平衡的物体上受三个力,已知二
个力的方向,第三个力的的方向可由推论2来确定
公理4:作用和反作用定理
两物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反、
沿同一直线,同时分别作用在这两个物体上,这两个
力互为作用力和反作用力。
公理5:刚化公理
变形体在某一力系作用下处于平衡,如将此变形
体刚化为刚体,其平衡状态不变