理論力學(哈工大版)第二章力系的簡化

1、第一章第一章力系的簡化力系的簡化11靜力學基本概念與靜力學公理靜力學基本概念與靜力學公理一、靜力學基本概念1.力的概念（1）定義：力是物體間的相互機械作用，這種作用可以改變物體的運動狀態(tài)。（2）力的效應：①運動效應(外效應)②變形效應(內效應)。（3）力的三要素：大小，方向，作用點（4）力的單位：國際單位制：牛頓(N)、千牛頓(kN)力系：是指作用在物體上的一群力。力系的分類：1.按力的作用線的空間位置：平面、空間2.按力的作用線的相對

2、位置：匯交、平行、一般平衡力系：物體在力系作用下處于平衡。2.剛體在力的作用下，大小和形狀都不變的物體。3.平衡指物體相對于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運動的狀態(tài)。二、靜力學公理公理1二力平衡公理作用于剛體上的兩個力，使剛體平衡的必要與充分條件是：1、大小相等|F1|=|F2|2、方向相反F1=–F23、作用線共線，4、作用于同一個物體上公理2加減平衡力系原理在已知力系上加上或減去任意一個平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。推論1：

3、力的可傳性。作用于剛體上的力可沿其作用線移到同一剛體內的任一點，而不改變該力對剛體的效應。必須注意：力的可傳性只能用于單個剛體，如果將其用于剛體系統(tǒng)，則會改變剛體的受力。公理3力的平行四邊形法則作用于物體上同一點的兩個力可合成一個合力，此合力也作用于該點，合力的大小和方向由以原兩力矢為鄰邊所構成的平行四邊形的對角線來表示。21FFR??推論2：三力平衡匯交定理剛體受三力作用而平衡，若其中兩力作用線匯交于一點，則另一力的作用線必匯交于同一

4、點，且三力的作用線共面。公理4作用力和反作用力定律等值、反向、共線、異體、且同時存在。公理5剛化原理變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體變成剛體（剛化為剛體），則平衡狀態(tài)保持不變。12力的投影、力矩與力偶力的投影、力矩與力偶一、力在空間軸上的投影與分解：合力對某點之矩等于各分力對同一點之矩的矢量和。3、力對軸的矩定義：，它是代數量，方向規(guī)定：逆順–dFFmFmxyxyOz????)()(4、力對點的矩與力對通過該點的軸之矩的關系

5、)()]([FmFmzzO?力對點的矩矢在通過該點的任意軸上的投影等于這力對于該軸的矩。三、力偶力偶：由兩個大小相等，作用線不重合的反向平行力構成的力系。1.平面力偶及其性質性質1：力偶既沒有合力，本身又不平衡，是一個基本力學量。性質2：力偶對其所在平面內任一點的矩恒等于力偶矩，而與矩心的位置無關，因此力偶對剛體的效應用力偶矩度量。dFm???性質3：平面力偶等效定理作用在同一平面內的兩個力偶，只要它的力偶矩的大小相等，轉向相同，則該兩

6、個力偶彼此等效。兩個推論：①力偶可以在其作用面內任意移動，而不影響它對剛體的作用效應。（可移動）②只要保持力偶矩大小和轉向不變，可以任意改變力偶中力的大小和相應力偶臂的長短，而不改變它對剛體的作用效應。（可改裝）2.空間力偶（1）力偶矩用矢量表示：力偶的轉向為右手螺旋定則。從力偶矢末端看去，逆時針轉動為正。空間力偶是一個自由矢量。（2）空間力偶的等效定理作用在同一剛體的兩平行平面的兩個力偶，若它們的轉向相同，力偶矩的大小相等，則兩個力偶