《建筑力学》课件-2.1静力学的基本知识

1《建筑力学》

——2.1静力学的基本知识铁道工程学院工程造价教研室本节内容2.1.1力的投影基本知识2.1.2

力对点之矩基本知识

2.1.3力偶2.1.4力的平移定理【知识点】：力在直角坐标轴上的投影，合力投影定理；力对点之矩，合力矩定理；力偶、力偶矩的概念；力的平移定理。【教学目标】：理解力和力偶的性质；理解合力投影定理及合力矩定理，能熟练地计算力在坐标轴上的投影和力对点的矩；掌握力偶及力偶矩的概念，掌握力的平移定理。2.1.1力的投影基本知识

⒈力在平面直角坐标轴上的投影

例题2-1如图所示，已知F1=100N,F2=200N,F3=300N,F4=400N,各力的方向如图示,试求各力在x轴和y轴上的投影。解:⒉合力投影定理

各力及合力在x轴上的投影为：而：2.1.2力对点之矩基本知识

力矩的定义：力F的大小乘以该力作用线到某点O间距离d，并加上适当正负号，称为力F对O点的矩。简称力矩。力矩的表达式：力矩的正负号规定：力使物体绕矩心做逆时针转动时,力矩为正,反之为负。力矩的单位：

常用(N·m)或(kN·m)。⒈力对点之矩2.1.2力对点之矩基本知识

力矩的性质：⑴力沿作用线移动时，对某点的矩不变。⑵力作用过矩心时，此力对矩心之矩等于零。⑶力矩的值与矩心位置有关，同一力对不同的矩心,其力矩不同。2.1.2力对点之矩基本知识

⒉合力矩定理平面汇交力系对物体的作用效应可以用它的合力R来代替，这里的作用效应包括物体绕某点转动的效应，而力使物体绕某点的转动效应应由力对该点之矩来度量。因此，平面汇交力系的合力对平面内任一点之矩等于该力系是各分力对该点之矩的代数和。2.1.3力偶

力偶的定义：两个大小相等、方向相反、不共线的平行力。司机驾驶汽车时两手转动方向盘的力工人用丝锥攻螺纹时两手加在扳手上的力用两个手指转动水龙头时所施加的力2.1.3力偶

力偶的定义：两个大小相等、方向相反、不共线的平行力。工人安装轮胎时两手转动扳手施加在扳手上的力。作用效果：只引起物体的转动。力和力偶是静力学的二个基本要素。力偶特性一：力偶在任何坐标轴上的投影等于零。力偶对物体只产生转动效应，不产生移动效应。力偶特性二：力偶无合力，即力偶不能与一个力等效，也不能与一个力平衡，力偶只能与另一力偶平衡。2.1.3力偶

力偶的定义：两个大小相等、方向相反、不共线的平行力。力偶臂：力偶中两个力的作用线之间的距离。力偶矩：力偶中任何一个力的大小与力偶臂d的乘积，加上适当的正负号。力偶矩正负规定：若力偶有使物体逆时针旋转的趋势，力偶矩取正号；反之，取负号。量纲：力×长度，牛顿•米（N•m）。2.1.3力偶

力偶的等效条件：作用在同一平面上的两个力偶相互等效的充要条件是二者的力偶矩大小值相等,转向相同。因此,以后可用转向箭头来代替力偶。

推论1：力偶可在作用面内任意移动，其对刚体的作用效果不变;

推论2：在保持力偶矩不变的情况下，可以随意地同时改变力偶中力的大小以及力偶臂的长短，而不会影响力偶对刚体的作用效果。根据以上推论，只要给定力偶矩的大小和正负符号，力偶的作用效果就确定了。至于力偶中力的大小、力臂的长短都无关紧要。2.1.3力偶

力偶的表示：用一个圆弧箭头表示力偶的转向，箭头旁边标出力偶矩的值。根据以上推论，只要给定力偶矩的大小和正负符号，力偶的作用效果就确定了。至于力偶中力的大小、力臂的长短都无关紧要。2.1.4

力的平移定理作用于刚体上的力可等效地平移至任一指定点，但必须附加一力偶