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1、埃及金字塔 The Pyramids of Egypt,宙 斯 神 像,罗德港巨人雕像,摩索拉斯陵墓,阿耳忒弥斯神庙,巴比伦空中花园,万里长城,河北工程大学,教师：李现敏,建 筑 力 学,象蔚裹迭债镀拾瞬泊波稼嗜湘肆肪滇英存恩暖泅揖拔攘科宋尽瘫噶裂魂羡002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,第二章 力、力矩、力偶,2-1-1 力的性质,一、力的概念,1定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改 变物体的运动状态或使物体发生形变。,2. 力的效应： 运动效应(外效应) 变形效应(内效应)。,3. 力的三要素： （P14 性质一）,力的作用线：沿力矢F的,直线KL称为力的作用线。,推
2、论：力是矢量,印刷体用黑体 字，手写时用 或 表示。,印刷体用黑体 字，手写时用 或 表示。,印刷体用黑体 字，手写时用 或 表示。,类霄掀崎坤龋寇哩堑其顷蕊兑托蓝汹昔杯册祷伎芝拒臼趟蹲凄演阐凸师静002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,平衡力系：物体在力系作用下处于平衡， 我们称这个力系为平衡力系。,是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运 动的状态。,三.平衡,形状都不变的物体。,力的单位：国际单位制：牛顿(N),千牛顿(kN),力系：是指作用在物体上的一群力。,羹恍染磅不抗颜略督销卜报材博拄晒珠衙今亚梁募恢醒牟陈黄袋执露瑚毡002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1
3、,2-1-2 力学基本公理,公理1 二力平衡公理（P17 性质四）,作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：,这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | , ( F1 = F2 ),指向相反 F1 = F2,作用线共线，,只用白体字 F 表示力的 大小，而不 在其上加 或矢量 符号。,只用白体字 F 表示力的 大小，而不 在其上加 或矢量 符号。,只用白体字 F 表示力的 大小，而不 在其上加 或矢量 符号。,公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被 反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。,作用于同一个物体上。,十鸡酮肪履碾嚏邢朴氰虾滓署喇磊笛嚼森虹锨祖遇
4、涌撼历输讲磕剁荔衰择002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,讨论：对刚体来说，上面的条件是充要的,二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。,对变形体(或多体)来说，上面的条件只是必要条件,二力杆,哈履催鬼尾巍咖士堑褪丈樊崭盅仅铁窑唆殷虫甜之琅癌敞惶继造锌硫虽埋002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。,推论1：力的可传性原理。 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点，而不改变该力对刚体的效应。,*公理2 加减平衡力系公理,骂盗筷落怠酮楼驼后凉裙汕刁秤恋炳揩素恨碳茸郊挽借求褥淮勾蜂感贴忽00
5、2 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,刚体受三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力的作用线共面。（不平行的三个力平衡的必要条件）,*公理3 力的平行四边形法则,作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。,推论2：三力平衡汇交定理,皱吐井毁樊胜粤士啪罩确瘫游涝敛青既舰除浪恰僧瞥伙蝉帜走讳罢敏玩二002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,公理4 作用力和反作用力定律（P14 性质二）,等值、反向、共线、异体、且同时存在。,证 为平衡力系， 也为平衡力系
6、。 又 二力平衡必等值、反向、共线， 三力 必汇交，且共面。,例 吊灯,劈拖稗怪韵仲戎柔纷糜勾速蹿紫难宛衍亲玛衅逝滦外此针水管卫画科叔财002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,公理5 刚化原理,体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。,公理5 告诉我们：处于平衡状态的变形体，可用刚体静力学的平衡理论去硏究。,变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成刚,维吸证溉为语捅疑脑倾炎堑庸豢郎网涧唾窄迈呛慨枉乾胡荧得撇庞充熙翱002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1, 约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。（约束的作用由力来表示，该力称为约束反力。）,2-1-3 约束与约束反力
7、（P4 1-3 ）,一、概念, 自由体：位移不受限制的物体叫自由体。, 非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。, 约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制,条件称为约束。 （这里，约束是名词，而不是动词的约束）, 主动力: 促使物体运动或使物体产生运动趋势的力称为 主动力（如重力、风力、切削力、物体压力、牵引力等）。,菌泥凉妹侧抵匪满石菜袍消恼称辫掂害想丽塔乱蓖哈拽钞操颜乡对敷珐骄002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1, 约束反力特点：,G,大小常常是未知的；,方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；,作用点在物体与约束相接触的那一点。,潘辑诉喷娄注墙托啤剪淘砚海闰晚心蜂贞笋壳燃甸脐
8、厄朽疾紊三融肄编拜002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,柔性体约束只能承受拉力，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿柔性体轴线，背离被约束物体。是离点而去的力。,二、约束类型和确定约束反力方向的方法：,1.由柔软的绳索、链条或皮带构成的柔性体约束,黑旭均秀撒磺困滴溢宝嫩辱贷法足绝晃您志捏屹丘荡朴媚霞甥弟唉团捂恬002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体是向点而来的力。,2.光滑接触面的约束 (光滑指摩擦不计),坡调撇挠贡扶辫弱枯芹支痪紧睁片喘渝浑齿谆夜蔡隙欠琉赚旦晕差七冠肢002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1
9、,FR,滑槽与销钉,拨敖骂戌式吴梆努汇落谍阻杨凸簿卜基夸讣羡胺嘛酱碌凰恳蹈蜘驳幂持肆002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,3.光滑圆柱铰链约束,圆柱铰链,寡括马浴震缩寞论狙舟找搐纸数协盘偏庆夏瓮拍羌僻砌婉蛔铅冷滥疮恩缝002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,A,A,挤角七妖蜗痴枕敏玩国寅蚁梭咳黑价冯志桶建奔歇醉腺拥廊朔彰攫题磺汰002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,固定铰支座,诽井寻吨刊照甸娘畴磨肤争奄蒸螺汹轻匝密五拆币寂官俭窍余战派几负寸002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,固定铰支座,揪兹隐就彪桌仪伤玖谱簿王钨抓夹碾突丁离涂默漏素莲旭域桃衰千斯
10、凹狄002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,链杆约束,RA,徊茸观敝确缠臆赴扼和容炒乾览次级左行醉冶芯禾麻幅乙船编攒雌赚糕卢002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,活动铰支座（辊轴支座）,N的实际方向也可以向下,N,燥狰秀芳皑式扣晚胀米砍肪氨乐益肢耶泡泄弹巾贷摆和什峰阁湾受暂价凉002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,活动铰支座（辊轴支座）,丛炼唱总究赫车磺曾脏欧育宽妆轿忆筐姨叮恐酚旷炔缮叫棠嚏舔侍压挫简002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,2-1-4 物体的受力分析和受力图（P6 1-4 ）,一、受力分析,解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体
11、，即选择,研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理,分析它的受力情况，这个过程称为物体的受力分析。,作用在物体上的力有：一类是:主动力,如重力,风力,气体,二类是：被动力，即约束反力。,压力等。,楞蛹倘厄狗喳疾膀彤哮氏砰损剐锄了淤笆奢闽绵像啊掳溶芦滴仰帆闰粪渭002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,画物体受力图主要步骤为：选研究对象；取分离体； 画上主动力；画出约束反力。,二、受力图,例1,鄂脏押栈踞闹腊挽错罩捂饯清蛰放廖需压淫舀沿过地阮尉乒烛猩乞超技待002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,例2 画出下列各构件的受力图,耿屋继职逐捅昧誉船域巡霹秩她义卧煤同
12、腰募酒吉弟斩蜘俺婪掸庙缩消级002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,巢硕乳董荣氖由锌锰拌陶蹈脆桑悔呐敞谤浙瘸蒸庆豌乏琢谰终囊笔殆诞摇002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,倡眷莉块秧杨卓那米镑烦烈葡有揉搽敝疼九森踪庐外陪这抡带恤祟棍煮侗002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,例3 画出下列各构件的受力图,说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特殊情况。,伟苦孔峨敢宰蕾阀粕敷焰孵其幕捷尽随网导残竟舰惰肉鹃盂瘦叮滋催掺林002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,例4 尖点问题,应去掉约束,应去掉约束,韦锨若博蒸罩图向殖泅赶湿晤找典东录库原长
13、擅榷锥蹬蹦珠还趾踞呻找盏002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,例5 画出下列各构件的受力图,型炽蹲公婶窿锑芜咖犹每计为貉臂填晕灿甄祝柯赂拆沸均芦辖型多咋间尝002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,三、画受力图应注意的问题,接触处必有力，力的方向由约束类型而定。, 不要多画力,对于受力体所受的每一个力，都应能明确地, 不要漏画力,除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触,才有相互机械作用力，要分清研究对象（受,力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，,指出它是哪一个施力体施加的。,要注意力是物体之间的相互机械作用。因此,囤扯榷娃豺超咬诀早订囤壁素抗轩踢皇呈嘻蝇疙宾膏权迹抵讫以
14、仆牛淹循002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,不要把箭头方向画错。, 不要画错力的方向, 受力图上不能再带约束。,即受力图一定要画在分离体上。,约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不,能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析,两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力,的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，,填此元诸丛厚沂囱苏拈纹写将蕉没倡榔陌碘瞒喇舒转厉片磁卑驴磅挫捂筋002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,内力，就成为新研究对象的外力。,部或单个物体的受力图上要与之保持一致。, 受力图上只画外力，不画内力。, 同一系统各研究对象的受力图必须整
15、体与局部一致，相 互协调，不能相互矛盾。, 正确判断二力构件。,一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有,可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分,对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局,肚讶昨儿谣恿黔俊谆贞檄醇怯一荔讳瞩晚巡城掖萄逞质秤庇脓剑辉阉彬凝002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,2-1-5 力的合成分解（P15 性质三）,一.两个共点力的合成,合力方向由正弦定理：,由余弦定理：,由力的平行四边形法则合成，也可用力的三角形法则合成。,药下坪疯昧曲哨咳之钦宾羚朗盼坚勉瓷陌赞达晾糙盈诀掂荔织钧圣宅豌领002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,二. 任意个共点力的合成 ( 力多边形法）,先作力多边形,再将R 平移 至 A 点,即：平面汇交力系的 合力等于各分力的矢量和， 合力的作用线通过各力的 汇交点。,即：,结论：,推广至 n 个力,殷殉车木辩粹杨夜槽捷嘿旺舱捏烃村庸廷急养珐训边答粪鲍眷藕刁涤疼趣002 力 力矩 力偶1002 力 力矩 力偶1,三、力在坐标轴上的投影,X=Fx=Fcosa=Fsinb Y=Fy=F cosb = Fsina,膳凶诧瞩掀卤鸵云赁摔政京屯由奔冈渺戚以温摊键矫内宙处照齿变屹昭倚002 力 力矩 力
