第4章 理论力学
理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。机械运动是指物体的空间位置随时间的变化。具体地说,理论力学的内容主要包括:
(1)静力学研究力系的简化及平衡条件。
(2)运动学从几何的角度研究物体运动的变化规律。
(3)动力学研究受力物体的运动与作用力之间的关系。
4.1 静力学
静力学研究物体受力及平衡的一般规律。所谓物体的平衡,是指物体相对某一惯性参考系保持静止或匀速直线平移的运动。
静力学研究的基本对象是刚体。所谓刚体,是指在力的作用下,其内部任意两点之间的距离保持不变的物体。
4.1.1 基本概念
1.静力学研究的基本问题
(1)力系的简化作用于物体上的一群力称为力系。如果两个力系对物体的作用效果相同,称此二力系为等效力系。用一力系去等效代替另一力系,称为力系的等效替换。
力系的简化是以*简单的力系等效替换原来较复杂的力系,并由此分析原力系的作用效果。
如果一个力系可以简化为一个力,则称此力为原力系的合力,原力系中各力为合力的分力。将力系简化为一个力的过程称为力系的合成,反之称为力的分解。
(2)力系的平衡条件及其应用 根据力系简化的结果可以导出力系的平衡条件。当物体处于平衡时,其所受的力系称为平衡力系。此时,力系中的力应满足一定的关系,这种关系称为力系的平衡条件。表示这种平衡条件的数学方程式称为力系的平衡方程。平衡方程揭示了物体平衡时作用于物体上的力的关系。
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