工程力学 课件 1.1静力学概念和公理.ppt

第一章刚体静力学基础1.1力的概念1.2静力学公理1.3约束与约束反力1.4受力分析和受力图研究对象被抽象为刚体，暂不考虑其变形，为研究力系的平衡提供了极大的方便。--形状和大小不变，且内部各点的相对位置也不变的一种物体理想模型。刚体研究刚体在力系作用下的平衡问题。刚体静力学研究对象－刚体静力学研究对象(2)力系的简化—用最简单的力系等效替换一个复杂的力系。(3)平衡条件—建立物体处于平衡状态时，作用在其上各力组成的力系所应满足的条件。(1)受力分析—分析作用在物体上的各种力弄清被研究对象的受力情况。静力学研究内容1.力的定义力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体的形状和运动状态发生改变。确定力的必要因素3.力的三要素大小方向作用点2.力的效应外效应—改变物体运动状态的效应。内效应—引起物体变形的效应。§1.1力的概念4.力的表示法5.力的单位—力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。F—在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)1N=1公斤?米/秒2（kg?m/s2)。§1.1力的概念F注意：1.基本概念力系——作用于同一物体或物体系上的一群力。等效力系——对物体的作用效果相同的两个力系。平衡力系——能使刚体维持平衡的力系。分力——一个力等效于一个力系，则力系中的各力称为这个力（合力）的分力。合力——能和一个力系等效的一个力。§1.2静力学公理公理一(二力平衡公理)要使刚体在两个力作用下维持平衡状态的充要条件是这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。二力构件:只有两个力作用下处于平衡的物体不是二力构件§1.2静力学公理公理二(加减平衡力系公理)作用于刚体的力系上任意加上或减去一个平衡力系不改变原力系对刚体的作用效果。§1.2静力学公理推论(力在刚体上的可传性)作用于刚体上的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用。==F1=－F2=FFABFABF2F1F1AB§1.2静力学公理即，合力为原两力的矢量和。A作用于物体同一点的两个力的合力仍作用在该点上。合力大小和方向用以这两个力为邻边而作出的平行四边形的对角线来表示。F1F2FR矢量表达式：FR=F1+F2公理三(力平行四边形公理)§1.2静力学公理AF1F2FRAF1F2FRAF1F2FR推论（力三角形法则）§1.2静力学公理推论（力多边形法则）§1.2静力学公理推论(三力汇交定理)若刚体在三个互不平行的共面力的作用下处于平衡状态，则这三个力的作用线必汇交于一点。F1FF2A=证明：F3A2F1F2A3AA1§1.2静力学公理F3任何两个物体相互作用力，总是等值、反向、共线分别作用于两个物体上。公理四(作用和反作用公理)§1.2静力学公理公理五(刚化公理)设变形体在已知力系作用下维持平衡状态，则如将这个已变形但平衡的物体变成刚体（刚化），其平衡不受影响。§1.2静力学公理*力的作用方式可以通过接触的方式，以可以通过场的方式如：重力场、磁场等。*最简力系的平衡条件。(最简平衡力系)*（力系简化的基础）*合力是以两个分力为邻边的平行四边形的主对角线。（力的加减法则）*力的加减法法则。*力的加减法法则。（平面汇交力系平衡的几何条件：力多边形自行封闭）*物体间作用力的关系。（物体间作用力的关系）*变形体抽象为刚体的必要条件。*力的作用方式可以通过接触的方式，以可以通过场的方式如：重力