工程力學(xué) 課件 1.1靜力學(xué)概念和公理

第一章剛體靜力學(xué)基礎(chǔ)1.1力的概念1.2靜力學(xué)公理1.3約束與約束反力1.4受力分析和受力圖研究對象被抽象為剛體，暫不考慮其變形，為研究力系的平衡提供了極大的方便。--形狀和大小不變，且內(nèi)部各點的相對位置也不變的一種物體理想模型。剛體研究剛體在力系作用下的平衡問題。剛體靜力學(xué)研究對象－剛體靜力學(xué)研究對象(2)力系的簡化—用最簡單的力系等效替換一個復(fù)雜的力系。(3)平衡條件—建立物體處于平衡狀態(tài)時，作用在其上各力組成的力系所應(yīng)滿足的條件。(1)受力分析—分析作用在物體上的各種力弄清被研究對象的受力情況。靜力學(xué)研究內(nèi)容1.力的定義力是物體相互間的機械作用，其作用結(jié)果使物體的形狀和運動狀態(tài)發(fā)生改變。確定力的必要因素3.力的三要素大小

方向作用點2.力的效應(yīng)外效應(yīng)—改變物體運動狀態(tài)的效應(yīng)。內(nèi)效應(yīng)—引起物體變形的效應(yīng)?！?.1力的概念4.力的表示法5.力的單位—力是一矢量，用數(shù)學(xué)上的矢量記號來表示，如圖。F—在國際單位制中，力的單位是牛頓(N)1N=1公斤?米/秒2

（kg?m/s2)?！?.1力的概念F注意：1.

基本概念力系

——

作用于同一物體或物體系上的一群力。等效力系

——

對物體的作用效果相同的兩個力系。平衡力系

——

能使剛體維持平衡的力系。分力

——

一個力等效于一個力系，則力系中的各力稱為這個力（合力）的分力。合力

——

能和一個力系等效的一個力。§1.2靜力學(xué)公理公理一(二力平衡公理)

要使剛體在兩個力作用下維持平衡狀態(tài)的充要條件是這兩個力大小相等、方向相反、沿同一直線作用。二力構(gòu)件:只有兩個力作用下處于平衡的物體不是二力構(gòu)件§1.2靜力學(xué)公理公理二(加減平衡力系公理)

作用于剛體的力系上任意加上或減去一個平衡力系不改變原力系對剛體的作用效果?！?.2靜力學(xué)公理推論(力在剛體上的可傳性)

作用于剛體上的力，其作用點可以沿作用線在該剛體內(nèi)前后任意移動，而不改變它對該剛體的作用。==F1=－F2=FFABFABF2F1F1AB§1.2靜力學(xué)公理即，合力為原兩力的矢量和。A作用于物體同一點的兩個力的合力仍作用在該點上。合力大小和方向用以這兩個力為鄰邊而作出的平行四邊形的對角線來表示。F1F2FR矢量表達式：FR=F1+F2公理三(力平行四邊形公理)§1.2靜力學(xué)公理AF1F2FRAF1F2FRAF1F2FR推論（力三角形法則）§1.2靜力學(xué)公理推論（力多邊形法則）§1.2靜力學(xué)公理推論(三力匯交定理)

若剛體在三個互不平行的共面力的作用下處于平衡狀態(tài)，則這三個力的作用線必匯交于一點。F1FF2A=證明：F3A2F1F2A3AA1§1.2靜力學(xué)公理F3任何兩個物體相互作用力，總是等值、反向、共線分別作用于兩個物體上。公理四(作用和反作用公理)§1.2靜力學(xué)