一静力学公理与物体受力分析.docVIP

Part 1 静力学(Statics) Chapter 1 静力学基础 §1－1 静力学基本概念 一、静力学的任务 研究物体在力的作用下平衡的规律及其应用。 平衡（equilibrium）：运动状态不变称为平衡。严格地讲指相对于惯性参考系处于匀速运动或静止状态。一般所谓的平衡状态，是指相对于地面的平衡状态，特别指相对于地面的静止状态。 静力学 静力分析 受力分析，求平衡力 强度、刚度 平衡 满足一定的条件 动力学研究的基础 二、力和力系 1、力（force） 例子：推车、拉伸弹簧 力是物体间的相互作用，这种作用可以使物体的运动状态和形状发生变化 —— 力的效应（effect）。力学只研究力的效应，而不追究其物理来源，事实证明，力的物理来源与力的效应无关。 我们约定，力使物体运动状态发生改变的效应称为运动效应或外效应（external effect），力使物体产生变形的效应称为变形效应或内效应（internal effect）。 力的大小、方向和作用点是表征力的全部性质的三要素。这三个要素决定了力的作用效果。—— 作用点 —— 力的作用位置的抽象。（实际上不是一个点） 通过力的作 直接接触 场 用点，按力 的方向画出 分布力 集中力 来的线—— 可以代换为产生同样效 作用线 果的一个力或几个力（刚体）。 方 向：自由静止的质点受此力产生运动的方向（方位、指向）。 大 小：作用的强弱，产生效果的大小。 国际标准：N、kN，工程制：kgf、tf。 矢量（vector）和标量（scalar quantity）。力是一种矢量，符合矢量的运算法则（定位矢）自由矢量（free vector）？滑动矢量（sliding vector）？固定矢量（fixed vector）？ 表示为有向线段，注以或F。 的意义：表示此力，矢量（大小、方向、作用点）。 仅表示此力的大小， 2、力系（system of forces） 同时作用于同一物体或物体系上的一群力，称为力系。 可分为平面力系、空间力系，也可细分为共点力系（system of forces applied at the same point）、汇交力系（system of concurrent forces）、平行力系（system of parallel forces）等等。 力对物体的作用效果取决于它的特征，不同特征的力或力系的作用效果不同。但经验告诉我们，两个不同组合的力系可能对物体产生相同的作用效果。这时，我们就说，这两个力系是等价的，彼此可以代替。 等效力系（equivalent force system）：对物体产生同样力学效果的两个力系，互称等效力系。 在特殊情况下，一个力可以和一个力系等效，这个力就称为该力系的合力（resultant force / composite force） 对等效力系的严格定义将在今后给出。（涉及力系的主矢和主矩） 平衡力系（equilibrium force system）如果物体在一群力的共同作用下处于平衡状态，换言之，这一群力对物体的作用与不加任何力——零力系——等效，这一群力称为平衡力系。 显然，平衡力系各力间互成平衡，平衡力系中的任一力称为其它诸力的平衡力。 三、力学模型（mechanical model） 人们开始研究力学时，建立概念或者定律都是以对自然的直接观察和在生产、生活中的经验为依据的。之后