理論力學(xué)(哈工大版)第二章力系的簡化

1、第一章第一章力系的簡化力系的簡化11靜力學(xué)基本概念與靜力學(xué)公理靜力學(xué)基本概念與靜力學(xué)公理一、靜力學(xué)基本概念1.力的概念（1）定義：力是物體間的相互機(jī)械作用，這種作用可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。（2）力的效應(yīng)：①運(yùn)動效應(yīng)(外效應(yīng))②變形效應(yīng)(內(nèi)效應(yīng))。（3）力的三要素：大小，方向，作用點（4）力的單位：國際單位制：牛頓(N)、千牛頓(kN)力系：是指作用在物體上的一群力。力系的分類：1.按力的作用線的空間位置：平面、空間2.按力的作用線的相對

2、位置：匯交、平行、一般平衡力系：物體在力系作用下處于平衡。2.剛體在力的作用下，大小和形狀都不變的物體。3.平衡指物體相對于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)。二、靜力學(xué)公理公理1二力平衡公理作用于剛體上的兩個力，使剛體平衡的必要與充分條件是：1、大小相等|F1|=|F2|2、方向相反F1=–F23、作用線共線，4、作用于同一個物體上公理2加減平衡力系原理在已知力系上加上或減去任意一個平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。推論1：

3、力的可傳性。作用于剛體上的力可沿其作用線移到同一剛體內(nèi)的任一點，而不改變該力對剛體的效應(yīng)。必須注意：力的可傳性只能用于單個剛體，如果將其用于剛體系統(tǒng)，則會改變剛體的受力。公理3力的平行四邊形法則作用于物體上同一點的兩個力可合成一個合力，此合力也作用于該點，合力的大小和方向由以原兩力矢為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線來表示。21FFR??推論2：三力平衡匯交定理剛體受三力作用而平衡，若其中兩力作用線匯交于一點，則另一力的作用線必匯交于同一

4、點，且三力的作用線共面。公理4作用力和反作用力定律等值、反向、共線、異體、且同時存在。公理5剛化原理變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體變成剛體（剛化為剛體），則平衡狀態(tài)保持不變。12力的投影、力矩與力偶力的投影、力矩與力偶一、力在空間軸上的投影與分解：合力對某點之矩等于各分力對同一點之矩的矢量和。3、力對軸的矩定義：，它是代數(shù)量，方向規(guī)定：逆順–dFFmFmxyxyOz????)()(4、力對點的矩與力對通過該點的軸之矩的關(guān)系

5、)()]([FmFmzzO?力對點的矩矢在通過該點的任意軸上的投影等于這力對于該軸的矩。三、力偶力偶：由兩個大小相等，作用線不重合的反向平行力構(gòu)成的力系。1.平面力偶及其性質(zhì)性質(zhì)1：力偶既沒有合力，本身又不平衡，是一個基本力學(xué)量。性質(zhì)2：力偶對其所在平面內(nèi)任一點的矩恒等于力偶矩，而與矩心的位置無關(guān)，因此力偶對剛體的效應(yīng)用力偶矩度量。dFm???性質(zhì)3：平面力偶等效定理作用在同一平面內(nèi)的兩個力偶，只要它的力偶矩的大小相等，轉(zhuǎn)向相同，則該兩

6、個力偶彼此等效。兩個推論：①力偶可以在其作用面內(nèi)任意移動，而不影響它對剛體的作用效應(yīng)。（可移動）②只要保持力偶矩大小和轉(zhuǎn)向不變，可以任意改變力偶中力的大小和相應(yīng)力偶臂的長短，而不改變它對剛體的作用效應(yīng)。（可改裝）2.空間力偶（1）力偶矩用矢量表示：力偶的轉(zhuǎn)向為右手螺旋定則。從力偶矢末端看去，逆時針轉(zhuǎn)動為正。空間力偶是一個自由矢量。（2）空間力偶的等效定理作用在同一剛體的兩平行平面的兩個力偶，若它們的轉(zhuǎn)向相同，力偶矩的大小相等，則兩個力偶