理論力學(xué)課件第1章力系的簡化課件

理論力學(xué)ppt課件第1章力系的簡化課件目錄CONTENTS力系的基本概念力系向一點的簡化力系的合成與平衡力矩與力矩的平衡力系的向心力與離心力01CHAPTER力系的基本概念總結(jié)詞力的定義與分類是力系簡化的基礎(chǔ)，包括力的矢量表示、力的單位、力的種類等。詳細描述力是一個矢量，具有大小和方向兩個基本要素。在國際單位制中，力的單位是牛頓（N），力的標(biāo)準(zhǔn)方向是沿著直線并指向受力物體。根據(jù)力的作用效果，力可以分為滑動摩擦力和靜摩擦力、拉力和壓力等。力的定義與分類力系是由兩個或兩個以上的力組成的集合，可以分為平面力系和空間力系?？偨Y(jié)詞力系在空間中可以形成一個矢量場，其中任意一點的矢量表示該點受到的合力。根據(jù)力的作用線是否都在同一平面內(nèi)，力系可以分為平面力系和空間力系。平面力系中，所有力的作用線都在同一平面內(nèi)；空間力系中，力的作用線不在同一平面內(nèi)。詳細描述力系的概念與分類總結(jié)詞力系的簡化是為了將復(fù)雜的力系簡化為簡單的力系，以便于分析和計算。詳細描述力系的簡化包括力的合成和力的分解兩種方法。通過力的合成，可以將多個力合成為一個或幾個力；通過力的分解，可以將一個力分解為多個分力。在簡化過程中，需要注意力的獨立性和靜定問題，以及簡化后力系的幾何意義和物理意義。力系的簡化02CHAPTER力系向一點的簡化應(yīng)用場景在分析剛體受力情況時，常常需要將力平移，以便于力的合成或分解，以及計算力矩等。力的平移定理一個力可以平移到任意一點，而不改變它對物體的作用效果。平移時，需附加一個與原力共線的、大小和方向都等于該力對原點之矩的力偶。注意事項力的平移不改變力對剛體的作用點和方向，但會改變力矩。力的平移定理選擇一個合適的點作為簡化中心，通常選擇受力作用的剛體上的某一點。選取簡化中心分別向簡化中心做力線合成矢量計算主矢和主矩將各個力分別向簡化中心做矢量表示的力線。將各個力線首尾相接，合成一個矢量，即為力系向簡化中心的合成矢量。主矢是力系合力的矢量和，主矩是合力矩的矢量。它們都是描述力系對簡化中心的作用效果。力系向一點的簡化步驟主矢力系合力的矢量和，表示力系對簡化中心的總作用效果。主矢是一個矢量，具有大小和方向。主矩合力矩的矢量，表示力系對簡化中心的轉(zhuǎn)動效應(yīng)。主矩是一個矢量，具有大小和方向。在計算主矩時，需要考慮力的作用點和力臂（即力臂是力的作用線到簡化中心的距離）。主矢與主矩03CHAPTER力系的合成與平衡VS兩個力等效于一個力，這個力稱為兩個力的合力。合力的方向沿兩個力夾角的平分線，因為兩個分力大小不變，所以合力的大小也是不變的。力的分解一個力可以分解為兩個或多個分力，分解的方法有按力的作用效果分解和正交分解兩種。力的作用效果分解是根據(jù)力的實際效果來確定分力的方向，將一個力分解為若干個分力。正交分解是將一個力分解為相互垂直的兩個分量，再分別對這兩個分量進行分析。力的合成力的合成與分解物體保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。物體處于平衡狀態(tài)時所受的力稱為平衡力。物體在平衡力的作用下，其加速度為零。對于一個物體系統(tǒng)，如果它在三個相互垂直的方向上都不產(chǎn)生移動或轉(zhuǎn)動，則該系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。這三個方向的平衡方程分別為∑X=0、∑Y=0、∑Z=0，其中∑X、∑Y、∑Z分別表示X、Y、Z方向上的合力矩之和。平衡條件平衡方程平衡條件與平衡方程平面力系的平衡方程只受平面力系作用的剛體稱為平面運動物體。平面力系分為匯交力系、平行力系和任意平面力系三種類型。平面力系對于平面運動物體，如果它在X和Y方向上都不產(chǎn)生移動或轉(zhuǎn)動，則該物體處于平衡狀態(tài)。平面力系的平衡方程有兩個形式：一種是兩向平衡方程，另一種是三向平衡方程。兩向平衡方程形式為FX=0和FY=0，其中FX和FY分別表示X和Y方向上的合力之和。三向平衡方程形式為FX=0、FY=0和MX=0，其中MX表示繞X軸的合力矩之和。平面力系的平衡方程04CHAPTER力矩與力矩的平衡力矩是力和力臂的乘積，表示力對物體轉(zhuǎn)動效果的量度。力矩力矩等于力和力臂的乘積，即M=FL。力臂是從轉(zhuǎn)動軸到力的垂直距離。力矩的計算力矩的單位是牛頓米（N·m）。單位力矩的概念與計算對于一個物體，如果所有力矩的代數(shù)和為零，則該物體處于平衡狀態(tài)。力矩平衡方程平衡狀態(tài)平衡方程的應(yīng)用如果一個物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運動，則該物體處于平衡狀態(tài)。平衡方程可以用來分析物體的平衡狀態(tài)，確定物體的位置和運動狀態(tài)。030201力矩的平衡方程平面力系的簡化通過力的合成和分解，將平面力系簡化為一個或幾個已知力和未知力的組合。平面力系的平衡方程對于平面力系，如果所有力和力矩的代數(shù)和為零，則該平面力系處于平衡狀態(tài)。平面力系在平面上的力系稱為平面力系。平面力系的力矩平衡方程05CHAPTER力系的向心力與離心力物體受到的力，使物體沿著某個中心或軸線進行圓周運動。向心力物體受到的力，使物體離開中心或軸線進行圓周運動。離心力向心力與離心力概念向心力的大小等于物體的質(zhì)量乘以速度的平方再除以半徑。向心力的大小向心力的方向沿著半徑指向圓心。向心力的方向當(dāng)物體受到多個力的作用時，如果這些力的合力為零，則物體處于平衡狀態(tài)。向心力的平衡向心力的計算與平衡離心力的大小