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文档简介

静力学CAI课件吉林大学工程力学系第一篇静力学主要研究三个问题：1.物体的受力分析2.力系的等效替换和简化3.刚体在各种力系作用下的平衡条件及其应用静力学研究物体在力系作用下的平衡规律.

第一章静力学基本知识

§1-1力的概念

力是物体间的相互作用，这种作用使物体的运动状态和形状发生改变。

力使物体运动状态发生改变的效应称为外效应---运动效应。

力使物体形状发生改变的效应称为内效应----变形效应。力的三要素：力的大小，方向和作用点。

§1-2静力学公理公理1力的平行四边形法则

作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力也作用于该点，其大小和方向由这两个力矢为边所构成的平行四边形的对角线确定。

公理2二力平衡条件

作用在刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上等值，反向，共线！在两个力作用下平衡的刚体——二力构件；二力构件受力沿力作用点连线方向！AB二力构件ABAB二力构件承受外力与本身形状无关；公理3加减平衡力系原理

在作用于刚体的已知力系中，加上或去掉任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。

推理1力的可传性

作用于刚体上某点的力，可以沿其作用线移至刚体内任一点，而不改变它对于刚体的作用。

推理2三力平衡汇交定理

当刚体受三个力而处于平衡时，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力作用线必交于同一点，且三个力的作用线在同一平面内。F2F1OF1F2和作用线汇交于O点，重力mg作用线也穿过O点。AB公理4作用与反作用定律AB两个物体相互作用的力，一个记为；另一个记为，等值，反向，共线！有：公理5刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，则平衡状态不变.变形体遵从刚体平衡条件！刚体平衡条件对变形体而言，只是必要条件！§1-3约束和约束反力

一、柔索约束

柔索对物体的约束力，作用在接触

点，方向沿着柔索背离物体。

二、光滑面约束光滑面约束对被约束物体的约束力作用在接触点处，其方向沿接触面在该点的公法线上，并指向物体。约束力的方向总是与该约束所能阻碍的运动方向相反！！！

圆柱铰链和固定铰链支座对物体的约束力，通过铰链中心，方向不定。

2、向心轴承同上FO

三、光滑铰链约束

1.圆柱铰链和固定铰链支座OO四、辊轴支座约束

OO

约束力只能沿光滑支撑面的法线方向，并通过铰链中心。O五、光滑球铰链约束

球铰链对物体的约束力过球心，大小，方向不定。FOXooYOZoO用投影表示力:

§1-4物体的受力分析和受力图（1）对象明确，分离彻底。

根据问题的要求，研究对象可以是一个物体，或几个相联系的物体组成的物体系统。

在明确研究对象之后，必须将其周围的约束全部解除，单独画出它的简单图形。（2）力不能凭空产生，有力必有施力物体

（3）根据每个约束单独作用时，由该约束本身的特性确定约束的方向。（4）不画内力，只画外力。内力是所取研究对象内部各物体间的相互作用力；外力是研究对象以外的物体对研究对象的作用力。（5）物体之间的相互作用力应满足作用与反作用定律。

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