第1篇 静力学
第1章 静力学的基本概念
学习目标
正确建立刚体、力和平衡的概念,掌握力的基本性质和静力学公理。
正确建立约束和约束反力的概念,熟练掌握常见的典型约束的约束反力的画法。
掌握物体受力分析的基本方法,能正确地画物体的受力图。
本章将主要介绍静力学的一些基本概念和基本公理,以及如何建立工程实际的力学模型。其中对于约束及约束模型的深刻理解和正确应用是进行物体受力分析的关键,绘制物体的受力图是解决静力学问题的重要基础,也是本章的**。
1.1 力的概念
1.1.1 力的定义
用手推门时,手指与门之间有了相互作用,这种作用使门产生了运动;用汽锤锻打工件时,汽锤与工件之间有了相互作用,工件的形状和尺寸发生了改变。人们在长期的生产实践活动中,经过不断观察和总结,形成了力的定义:力是物体间的相互机械作用。所谓机械作用是指物体间通过直接接触或是通过物质的另一种形式——场(例如重力场)而起的作用。在工程实践中,物体间机械作用的形式是多种多样的,例如:重力、压力、摩擦力等。
力将使物体发生两种效应:一种是运动效应,指力使物体的运动状态发生变化,也称为外效应;一种是变形效应,指力使物体的形状发生改变,也称为内效应。
1.1.2 力的三要素
力对物体的作用效应取决于力的三要素,即力的大小、力的方向和力的作用点。当这三个要素中有任何一个改变时,力的作用效应也将随之改变。
(1)力的大小
力的大小用来表示机械作用的强弱,可以根据力的效应大小加以测定。在静力学中,常通过力的内效应大小来测定,例如用弹簧秤来测定。为了量度力的大小,必须确定力的单位。在国际单位制中,力的单位是牛,用符号N表示。
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