第一章靜力學(xué)的基本概念

1、12022-6-29234第第1 1章章 返回總目錄返回總目錄56789q10FFF111NABF=4.8N12OxyX=FRcosXYY=FRsin1322YXF22cosYXX14力的解析表達(dá)式力的解析表達(dá)式,XiF x設(shè)沿坐標(biāo)軸方向的單位矢量設(shè)沿坐標(biāo)軸方向的單位矢量為為 i , j ,l 注意注意分力分力與與投影投影的的區(qū)別區(qū)別與與聯(lián)系聯(lián)系。則力沿坐標(biāo)軸方向的分力：則力沿坐標(biāo)軸方向的分力：ijjFYyyxFFFjiYX 則有：則有：jiFYX 15FFxFyXY16171819202122ABOhFmO2F23 ABOhFmO2F24 ABOhFmO2F25 FrFmO26 FrFmO

2、sinFrFhOFm27 FrFmO28 FrFmOFrmO2930cos30lh313233合力合力力系力系3435 如果平面力系可以合成為一個(gè)合力如果平面力系可以合成為一個(gè)合力FR，則可以證明：則可以證明： 或者簡寫成或者簡寫成 這表明：平面力系的合力對平面上任一點(diǎn)這表明：平面力系的合力對平面上任一點(diǎn)之矩等于力系中所有的力對同一點(diǎn)之矩的代之矩等于力系中所有的力對同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和。這一結(jié)論稱為數(shù)和。這一結(jié)論稱為合力之矩定理合力之矩定理。 36dFROd1F1niiOOFmFm1R373839 oosin45cos45F212112llFlFlFmOsin45m10cos45.2m0N500

3、.mN3535.40第第1 1章章 返回返回4142 4344F1F245464748495051525354 55 56111dFM F3F3F4F4222dFM取：?。篈B = d,113dFdF224dFdF則：則：57FFF3F3F4F4合力偶的力偶矩為：合力偶的力偶矩為：FdM dFF)(432211dFdF21MM 所以：所以：21MMMdFdF43,43FFF合成：合成：43FFF111dFM 222dFM,113dFdF224dFdF58按上述方法可以同樣合成多個(gè)力偶，有：按上述方法可以同樣合成多個(gè)力偶，有：即：平面力偶系的合成結(jié)果為一即：平面力偶系的合成結(jié)果為一，合力偶，合力

4、偶的力偶矩為各個(gè)分力偶的力偶矩的的力偶矩為各個(gè)分力偶的力偶矩的代數(shù)和代數(shù)和。nMMMM21iM平面力偶系合成簡化為代數(shù)和平面力偶系合成簡化為代數(shù)和59yxzm60第第1 1章章 返回返回616263646566特點(diǎn)：只能受拉，不能受壓不計(jì)自重67繩索約束為繩索約束為單面單面約束約束單面約束單面約束雙面約束雙面約束約束力約束力指向指向可定；可定；約束力指向無法事約束力指向無法事先確定。先確定。68697071727374757677787980818283848586鉸鉸87鉸鉸8889簡稱簡稱 固定鉸支座固定鉸支座，固定支座固定支座9091固定鉸支座的簡圖固定鉸支座的簡圖92l 可動(dòng)鉸鏈支座可

5、動(dòng)鉸鏈支座又稱又稱活動(dòng)鉸鏈支座，滾動(dòng)支座?；顒?dòng)鉸鏈支座，滾動(dòng)支座。工程結(jié)構(gòu)（屋架）工程結(jié)構(gòu)（屋架）簡化為：簡化為：簡稱簡稱 可動(dòng)鉸支座可動(dòng)鉸支座，可動(dòng)支座可動(dòng)支座93FR 的實(shí)際方的實(shí)際方也可以向下也可以向下是是 雙面約束雙面約束光滑接觸面是光滑接觸面是單面約束單面約束94可動(dòng)鉸支座的簡圖可動(dòng)鉸支座的簡圖95969798991001012022-6-29102AF=4.8KNyxFFFjiYX 22YXF22cosYXX103 ABOhFmO2F104105平面力偶系的合成結(jié)果為一平面力偶系的合成結(jié)果為一，合力偶，合力偶的力偶矩為各個(gè)分力偶的力偶矩的的力偶矩為各個(gè)分力偶的力偶矩的代數(shù)和代數(shù)和。

6、nMMMM21iM1 1 柔體約束：柔體約束：1062 2 ：3 3 ：工程結(jié)構(gòu)（屋架）工程結(jié)構(gòu)（屋架）簡化為：簡化為：107108109第第1 1章章 返回返回110111112說說 明明對對剛體剛體，上面的條件是，上面的條件是充分必要條件充分必要條件。對對變形體變形體是是必要條件必要條件，而，而非非充分條件充分條件。113F1+ F2=0F1=- F2F1F2114作用在剛體上的兩個(gè)力平衡的必要與充分條件是：兩個(gè)力作用在剛體上的兩個(gè)力平衡的必要與充分條件是：兩個(gè)力大小相等、方向相反、并沿同一直線作用。大小相等、方向相反、并沿同一直線作用。 AB115工程上，將工程上，將受兩個(gè)力受兩個(gè)力作用

7、作用處于平衡處于平衡的的物體稱為物體稱為二力構(gòu)件二力構(gòu)件( (二力桿）二力桿）。 注意：注意：二力桿不一定是桿件二力桿不一定是桿件116117118119作用于物體上作用于物體上同一點(diǎn)同一點(diǎn)的的兩個(gè)力兩個(gè)力可合成一個(gè)可合成一個(gè)合力合力，此合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由以這此合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由以這兩個(gè)力為邊所構(gòu)成的平行四邊形的兩個(gè)力為邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線對角線來表示。來表示。120F2F1Fcos2212221FFFFFF2F1F121F1F2F3F4F5F6FF12F123122 作用于作用于剛體剛體上相互上相互平衡平衡的三個(gè)力，若的三個(gè)力，若其中其中兩個(gè)力的作

8、用線匯交于一點(diǎn)兩個(gè)力的作用線匯交于一點(diǎn)，則此則此三力必在同一平面內(nèi)三力必在同一平面內(nèi)，且，且第三第三個(gè)力的作用線通過匯交點(diǎn)個(gè)力的作用線通過匯交點(diǎn)。123 設(shè)設(shè) F1，F(xiàn)2 的作用線交于的作用線交于O點(diǎn)；點(diǎn)； F3的作用線通過的作用線通過O O點(diǎn)。點(diǎn)。 F3 與與 F 共線，共線， 且且F與與F1 及及 F2共面，共面， F1，F(xiàn)2 和和 F3 共面。共面。證畢證畢 將將F1， F2 合成：合成： F = F1 + F2 由二力平衡公理，由二力平衡公理， F3 與與 F 共線共線F1F2F1F2F3oF 將將 F1，F(xiàn)2 沿作用線移至沿作用線移至O點(diǎn)；點(diǎn)；124125F僅適用于剛體僅適用于剛體1

9、26FFBB 127=注：該原理僅適用于剛體128加上平衡力系F1 = F2=FFF1F2移去平衡力系 F2=F129F1130此即牛頓第三定律注：與二力平衡的區(qū)別131變形體只有在平衡后才可剛化為剛體否則，力的作用效果可能不同132第第1 1章章 返回返回133134135136137138139140141142143例例題題 3144例題例題 3145已知：球重已知：球重W，各處光滑。各處光滑。求：求： 球的受力圖。球的受力圖。146FRARAFRBRBWl 畫出球的簡圖畫出球的簡圖l 畫主動(dòng)力畫主動(dòng)力l 畫出約束力畫出約束力147148例題例題 4149例題例題 4150151PRDY

10、CXCRcRcRBRARA152153例題例題 5154例題例題 5155例題例題 5156例題例題 5157l 鉸鏈鉸鏈（銷釘銷釘）處受力分析）處受力分析CABDEFC CFFcx1Fcy1Fcx2Fcy2C CA AC CB BFcx2Fcy2Fcy1Fcx1158若將若將C銷釘放在銷釘放在AC上上C CA AC CB BFcx2Fcy2Fcy1Fcx1FFcx1Fcy1Fcx2Fcy2C CC CB BFcy1Fcx1C CB BFFcx2Fcy2C CA AFcx2Fcy2C CB B159若將若將C銷釘放在銷釘放在BC上上C CA AC CB BFcx2Fcy2Fcy1Fcx1FFcx1Fcy1Fcx2Fcy2C CC CB BFcy1Fcx1C CB BC CB BFFcx1Fcy1C CA AFcy1Fcx11601.1.圓盤的受力圖；圓盤的受力圖；已知：結(jié)構(gòu)如圖，圓盤重已知：結(jié)構(gòu)如圖，圓盤重為為W W , ,桿重不計(jì)桿重不計(jì)。求：求：2.2.AB AB 桿桿+ +BC BC 桿的受力圖桿的受力圖；3.3.BC BC 桿的受力圖桿的受力圖；4.4.AB AB 桿的受力圖桿的受力圖；1611.1.圓盤的受力圖圓盤的受力圖解：解：1622.2