模块一项目一 静力学基础

静力学基础2力偶和力矩1静力学基础静力学基础1.力的概念（1）力的概念：力是物体间的相互作用。力对物体的作用会产生两种效应：外效应：指力使物体的运动状态发生改变。内效应：指力使物体使产生变形。（2）力的三要素：力的大小、方向和作用点。（3）力的单位：为N（牛顿）。（4）力的表示方法：力是矢量。通常用黑体字母（如F表示）代表力矢，以字母F

代表力的大小。

力的表示法

静力学基础2.力系（1）力系是指作用于物体上的一群力。（2）力系的简化：将复杂的力系进行简化，而作用效应不变的过程称为力系的简化。（3）等效力系：若两个力系对物体的作用效应相同，则称为此两个力系等效。静力学基础3.平衡的概念

平衡是运动的特殊情形，是指物体相对于惯性参考系（如地面）保持静止或匀速直线运动的状态。4.刚体和变形固体概念刚体：在力的作用下不变形的物体。变形固体：在力的作用下形状和大小发生变化的固体。静力学基础5.力的性质公理1二力平衡公理刚体受两个力作用而平衡，其必要与充分的条件是：两力等值、反向、共线。

二力平衡吊车结构中的直杆-二力平衡实例静力学基础

本公理1只适用刚体。对于变形体，它只是平衡的必要条件，而不是充分条件。如图(a)所示的软绳受两个等值、反向、共线的拉力作用可以平衡，而如图(b)所示的软绳受两个等值、反向共线的压力作用就不能平衡。

静力学基础二力杆：在两个力的作用下保持平衡的构件称为二力构件，因为工程上，大多数二力构件是杆件，所以常简称为二力杆。二力杆可以是直杆，也可以是曲杆。二力杆的受力特点是：两个力的方向必在二力作用点的连线上。二力杆实例-曲杆静力学基础公理2加减平衡力系公理

在任意一个力系上，可随意加上或减去一平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。

推论1力的可传性原理

作用于刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任一点，而不改变原力对刚体的作用效应。

静力学基础公理3力的平行四边形法则

作用于刚体同一点的两个力可以合成为一个合力，合力也作用于该点，其大小和方向由以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线所确定。静力学基础推论1力的三角形法则：三角形的两个边分别表示两个分力，第三边表示合力，合力的作用点仍在汇交点。

静力学基础推论2三力平衡汇交定理

物体受三个力作用而平衡时，此三个力的作用线必汇交于一点。静力学基础公理4作用与反作用定律

两个物体间的作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用线相同，并分别作用于这两个物体上。静力学基础力矩与力偶

请思考，实际生产中钳工用丝锥攻螺纹，为什么要用双手而不能用单手攻丝，其原因是什么呢？

1.力矩

（1）定义：以物理量F.h及其转向来度量力使物体绕O点转动的效应，这个量称为力F对O点之矩，简称力矩。记作：

（2）正负号则规定：逆时针转向为正，顺时针为负。力矩的单位为牛顿·米（N·m）。

Mo（F）＝±Fh力矩与力偶结论：当力的作用线通过矩心时，力臂为零，力矩值为零。力沿其作用线滑移时，不会改变力矩的值，因为此时并未改变力、力臂的大小及力矩的转向。力矩与力偶合力矩定理

平面汇交力系的合力对平面上任一点之矩，等于力系中各分力对同点力矩的代数和。

力矩与力偶2.力偶

（1）力偶的定义：一对等值、反向、不共线的平行力组成的力系称为力偶。用记号(F，F′)表示。

力偶实例(方向盘)钳工对丝锥的操作

电机转子转动力矩与力偶

1）力偶作用面：组成力偶（F，F′)的两个力的作用线所在的平面称为力偶作用面。2）力偶臂：力F和F′作用线之间的垂直距离。

力矩与力偶3）力偶矩正符号的规定：一般规定，逆时针转动的力偶取正值，顺时针取负值。力偶矩的单位为：N·m或N·mm

力矩与力偶

在力学上以F与力偶臂d的乘积作为量度力偶在其作用面内对物体转动效应的物理量，称为力偶矩，并记作M（F，F′）或M。即：M（F，F'）=M=±Fd

力矩与力偶力偶的性质

性质1力偶对其作用面内任意点的力矩恒等于此力偶的力偶矩，而与矩心的位置无关。性质2力偶无合力。性质3

力偶在任何坐标上的投影和恒为零。力矩与力偶平面力偶系的合成与平衡作用在刚体上同一平面内的若干力偶，总称为平面力偶系。平面力偶系合成的结果为一合力偶，合力偶矩为各分力偶矩的代数和。即：