2 力的性质及物体的受力分析
2.3 物体的受力分析和受力图
2.3.1 约束和约束反力
在分析和解决实际力学问题时,不仅要对物体进行理想化,还要对物体的接触性质和受力进行理想化。
凡位移不受任何限制可以在空间作任意运动的物体称为自由体,如在空中飞行的飞机、火箭等。如果物体的位移受到了预先给定的条件的限制,使它沿某些方向的运动成为不可能,则此物体称为非自由体。对非自由体的某些位移起限制性作用的周围物体称为约束(con-straint)。如机车受铁轨的限制,只能沿轨道运动,铁轨就是机车的约束。其他如钢索对重物,轴承对电机转子等都是约束。
约束对物体沿某些方向运动的阻碍作用是通过力的作用实现的,这种约束作用于被约束物体上的力,称为约束反力(constraint force)或约束力,简称反力。约束反力的方向总是与约束所能阻碍的物体的运动方向相反。约束反力的作用点就是物体上与作为约束的物体相接触的点。约束反力的大小一般都是未知的,在静力学中,可通过与其他已知力组成的平衡力系,由力系的平衡条件求出。
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