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。
第一章静力学公理与物体的受力分析、判断题1 .力是滑动矢量,可沿作用线移动。
()2. 凡矢量都可用平行四边形法则合成。
()3 .凡是在二力作用下的构件称为二力构件。
()4. 两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
()5. 凡是合力都比分力大。
()6. 刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件,而非充分条件。
()7. 若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于一点,则该刚体必处于平衡状态。
()、填空题1. 作用力与反作用力大小,方向,作用在。
2 .作用在同一刚体上的两个力使刚体平衡的充要条件是这两个力,,。
3. 在力的平行四边形中,合力位于。
三、选择题1 .在下述公理、法则、定理中,只适用于刚体的有()。
A.二力平衡公理B力的平行四边形法则C.加减平衡力系原理D力的可传性TE作用与反作用定律2. 图示受力分析中,G是地球对物体A的引力,T是绳子受到的拉力,则作用力与反作用力指的是()。
A「与GBT与GCG与G DT 与G3 .作用在一个刚体上的两个力F A、F B,若满足F A=-F B的条件,则该二力可能是()A作用力与反作用力或一对平衡力B一对平衡力或一个力偶C一对平衡力或一个力或一个力偶D作用力与反作用力或一个力偶四、作图题1. 试画出下列各物体的受力图。
各接触处都是光滑的(a)( b)B CA P(d) (c)DCW DWAB 30 (e)2. 试画出图示系统中系统及各构件的受力图。
假设各接触处都是光滑的,图中未画出重力的构件其自重均不考虑。
P1AP2B(a)(e)AC(d)PDFAAW(f)(g)abc题11图 第二章平面汇交力系与平面力偶系、判断题1•两个力F i 、F 2在同一轴上的投影相等,则这两个力大小一定相等。
()2•两个力F i 、F 2大小相等,则它们在同一轴上的投影大小相同。
()3•力在某投影轴方向的分力总是与该力在该轴上的投影大小相同。
()4. 平面汇交力系的平衡方程中,选择的两个投影轴不一定要满足垂直关系。
第一章静力学基本概念与受力图§1-1 力的概念§1-2 刚体的概念§1-3 静力学公理§1-4 约束和约束力§1-5 物体的受力分析受力图静力学(statics)是研究刚性物体在力系作用下平衡规律的科学。
主要研究力系的性质力系的合成力系的平衡物体的受力分析力系的等效替换(或简化)建立各种力系的平衡条件导言了解和掌握刚体和力的概念以及静力学公理;熟练掌握约束的概念和类型;熟练掌握约束力的画法;熟练对物体进行受力分析,并画出正确的受力图。
导言学习要求:第一章静力学基本概念与受力图§1-1 力的概念§1-2 刚体的概念§1-3 静力学公理§1-4 约束和约束力§1-5 物体的受力分析受力图一、力的概念2. 力的作用效应:1. 力的定义:外效应(运动效应)内效应(变形效应)3. 力的三要素:作用点方向大小物体间相互的机械作用,使物体的机械运动状态发生改变.4.力的单位:国际单位制:牛顿(N),千牛顿(kN )力是矢量力的方向指静止质点在力作用下开始运动的方向力的作用点是物体相互作用位置的抽象化第一章静力学基本概念与受力图§1-1 力的概念§1-2 刚体的概念§1-3 静力学公理§1-4 约束和约束力§1-5 物体的受力分析受力图§1-2 刚体的概念所谓刚体,是指在力的作用下,大小和形状都不变的物体。
这是一个理想化的力学模型。
静力学研究对象就是刚体,又称为刚体静力学。
第一章静力学基本概念与受力图§1-1 力的概念§1-2 刚体的概念§1-3 静力学公理§1-4 约束和约束力§1-5 物体的受力分析受力图§1-3 静力学公理一、二力平衡公理作用在刚体上的两个力,平衡的充分与必要条件:两个力的大小相等、方向相反、作用在一直线上。