【正文】 ? 力偶系及其合成力偶系及其合成 ? 力力 偶偶 及其性質(zhì)及其性質(zhì) ? 力偶的性質(zhì)力偶的性質(zhì)? 力偶－最簡(jiǎn)單、最基本的力系力偶－最簡(jiǎn)單、最基本的力系 ? 力力 偶偶 及其性質(zhì)及其性質(zhì) 工程中的力偶實(shí)例 鉗工用絞杠絲錐攻螺紋時(shí)，兩手施于絞桿上的力和，如果大小相等、方向相反，且作用線互相平行而不重合時(shí)，便組成一力偶 。 兩個(gè)力系如果分別作用在同一剛體上，所產(chǎn)生的兩個(gè)力系如果分別作用在同一剛體上，所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)是相同的，這兩個(gè)力系稱為運(yùn)動(dòng)效應(yīng)是相同的，這兩個(gè)力系稱為 等效力系等效力系(equivalent systems of forces)。即力 F與軸共面時(shí)，力對(duì)軸之矩為零。兩種情形下，加用小手錘拔起釘子的兩種加力方式。v 力對(duì)點(diǎn)之矩矢服從矢量的合成法則。點(diǎn) O到力作用線的垂直距離稱為 力臂(arm of force)。 例如，靜止的汽車通過(guò)輪胎作用在橋面上的力，當(dāng)輪胎與橋面接觸面積較小時(shí)，即可視為集中力；而橋面施加在橋梁上的力則為分布力。 ? 力和力矩力和力矩 ? 力的概念力的概念 力的分解：力可沿坐標(biāo)軸分解。 ? 力的方向指的是靜止質(zhì)點(diǎn)在該力作用下力的方向指的是靜止質(zhì)點(diǎn)在該力作用下 開始開始運(yùn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng)的方向 。 靜力學(xué)研究物體的靜力學(xué)研究物體的 受力與平衡受力與平衡 的一般規(guī)律，平衡是運(yùn)動(dòng)的的一般規(guī)律，平衡是運(yùn)動(dòng)的特殊情形，是指物體對(duì)慣性參考系保持特殊情形，是指物體對(duì)慣性參考系保持 靜止或作勻速直線平靜止或作勻速直線平動(dòng)動(dòng) 。力的作用可以使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，或者使物體發(fā)生變形。國(guó)際通用的力的計(jì)量單位是。的抽象化。通常用單位長(zhǎng)度的力。 ? 若力的作用線不若力的作用線不通過(guò)物體質(zhì)心，則力將通過(guò)物體質(zhì)心，則力將使物體既發(fā)生平移又發(fā)使物體既發(fā)生平移又發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。m。? 力對(duì)點(diǎn)之矩力對(duì)點(diǎn)之矩 ? 力和力矩力和力矩 力矩矢量的模描述轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的大小，它等于力的大小與矩心到力作用線的垂直距離（力臂）的乘積，即?為 矢徑 r與力 F之 間 的 夾 角。符號(hào)規(guī)定：右手法則。為力矩關(guān)系定理。 d FROd2F2d1F1? 力和力矩力和力矩 ? 合力之矩定理合力之矩定理 解 ：例 1 已知：如圖 F、 R、 r, ? , 求： 應(yīng)用合力矩定理AR Fr ?FxFy?已已 知知 :作用在托架的作用在托架的 A點(diǎn)力為點(diǎn)力為F以及尺寸以及尺寸 l1, l2 , ? .例題例題 2求求 : 力力 F對(duì)對(duì) O點(diǎn)之矩點(diǎn)之矩 MO(F)? 力和力矩力和力矩 ? 合力之矩定理合力之矩定理 解 : 可以直接應(yīng)用力矩公式計(jì)算力 F對(duì) O點(diǎn)之矩。力偶是最基本、最簡(jiǎn)單的力系。即矢量之和。 )(如：桌面對(duì)足球下落的限制 .)約束與約束力的概念約束與約束力的概念一、剛體的自由度1. 自由度 所謂自由度就是決定這個(gè)系統(tǒng)在空間的位置所需要的獨(dú)立坐標(biāo)的數(shù)目。 剛體的平面平行運(yùn)動(dòng)可以看做質(zhì)心的平動(dòng)與相對(duì)于通過(guò)質(zhì)心并垂直于平面的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的疊加。 繩繩 索索 約約 束或束或 帶約帶約 束的束的 約約 束力作用在與物體束力作用在與物體的的 連連 接點(diǎn)上，作用接點(diǎn)上，作用 線線 沿拉直的方向，背向物體沿拉直的方向，背向物體。? 光滑剛性面約束光滑剛性面約束 ? 約束與約束力約束與約束力 光滑面約束的約束力是通過(guò)接觸點(diǎn)、沿該點(diǎn)公法線并指向被約束物體。 橋 梁上的固定支座就是固定 鉸鏈 支座。這些軸承允許軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，但限制與軸線垂直方等。軸線垂直方向的運(yùn)動(dòng)和位移。歸入固定鉸支座。能使剛體處于平衡狀態(tài)。 ? 二力平衡與二力構(gòu)件二力平衡與二力構(gòu)件 ? 平衡的概念平衡的概念 在兩個(gè)力作用下保持平衡的構(gòu)件稱在兩個(gè)力作用下保持平衡的構(gòu)件稱 為為 二力構(gòu)件，二力構(gòu)件， 簡(jiǎn)簡(jiǎn) 稱二力稱二力桿。應(yīng)用這一結(jié)論，可以得到關(guān)于平衡的另一個(gè)重要原理－以得到關(guān)于平衡的另一個(gè)重要原理－ 加減平衡力系原理加減平衡力系原理：： 在承受任意力系作用的剛體上，加上任意平衡力在承受任意力系作用的剛體上，加上任意平衡力系，或減去任意平衡力系，都不會(huì)改變?cè)瓉?lái)力系對(duì)剛系，或減去任意平衡力系，都不會(huì)改變?cè)瓉?lái)力系對(duì)剛體的作用效應(yīng)。 單個(gè)構(gòu)件受力分析過(guò)程單個(gè)構(gòu)件受力分析過(guò)程 選擇研究對(duì)象選擇研究對(duì)象 首先首先 ,要要 確定所要研究的物體以及這一物體所受的確定所要研究的物體以及這一物體所受的約束約束 。 這這 種表示物體受力狀況的種表示物體受力狀況的 圖圖 形形稱稱 為為 受力受力 圖圖 。 解：解： 1．選擇研究對(duì)象．選擇研究對(duì)象 本例中要求畫出圓柱體的受本例中要求畫出圓柱體的受力圖，所以，只能以圓柱體作為力圖，所以，只能以圓柱體作為研究對(duì)象。 ? 受力圖繪制方法應(yīng)用舉例受力圖繪制方法應(yīng)用舉例 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 例題例題 4 梁梁 A端端 為為 固定固定 鉸鏈鉸鏈 支支座，座， B端端 為輥軸為輥軸 支座，支承支座，支承平面與水平面平面與水平面 夾夾 角角 為為 。 2．． 取隔離體取隔離體 將將 A、 B二的約束解除，也就是將二的約束解除，也就是將 AB梁從所受的約束梁從所受的約束的系統(tǒng)中分離出來(lái)。 ? 受力圖繪制方法應(yīng)用舉例受力圖繪制方法應(yīng)用舉例 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 例題例題 5 二直桿二直桿 AC與與 BC在在 C點(diǎn)用光滑點(diǎn)用光滑鉸鏈連接，二桿的鉸鏈連接，二桿的 D點(diǎn)和點(diǎn)和 E點(diǎn)之間用點(diǎn)之間用繩索，相連。 試試 ：： 分別畫出結(jié)構(gòu)整體以及分別畫出結(jié)構(gòu)整體以及 AC桿桿和和 BC桿的受力圖。 ? 受力圖繪制方法應(yīng)用舉例受力圖繪制方法應(yīng)用舉例 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 以以 AC桿為研究對(duì)象，解除桿為研究對(duì)象，解除 A、 C、 D三處的約束，三處的約束，得到其隔離體。 解：解： 2．． AC桿的受力圖桿的受力圖? 受力圖繪制方法應(yīng)用舉例受力圖繪制方法應(yīng)用舉例 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 以以 BC桿為研究對(duì)象，解除桿為研究對(duì)象，解除 B、 C、 E三處的約束，得到其三處的約束，得到其隔離體。 ? 結(jié)論與討論結(jié)論與討論? 關(guān)于受力分析關(guān)于受力分析 受力分析時(shí)注意以下兩點(diǎn)是很重要的受力分析時(shí)注意以下兩點(diǎn)是很重要的 :分析分析 AC桿和桿和 BC桿受力時(shí)，桿受力時(shí)，二者在連接處二者在連接處 C處的約束力處的約束力就互為作用與反作用力就互為作用與反作用力 ? 二是分析相互連接的構(gòu)件受力時(shí)，要注意構(gòu)件與構(gòu)件之間的作用力與反作用力。 ? 結(jié)論與討論結(jié)論與討論? 關(guān)于二力構(gòu)件關(guān)于二力構(gòu)件 ? 結(jié)論與討論結(jié)論與討論? 關(guān)于平衡概念關(guān)于平衡概念 ? 結(jié)論與討論結(jié)論與討論? 關(guān)于平衡概念關(guān)于平衡概念 由若干物體所組成的系統(tǒng)，如果整體是由若干物體所組成的系統(tǒng)，如果整體是平衡的，則組成系統(tǒng)的每一個(gè)局部也必然平衡的，則組成系統(tǒng)的每一個(gè)局部也必然是平衡的。? 結(jié)論與討論結(jié)論與討論? 關(guān)于平衡概念關(guān)于平衡概念 ? 結(jié)論與討論結(jié)論與討論? 關(guān)于靜力學(xué)中某些原理的適用性關(guān)于靜力學(xué)中某些原理的適用性 ? 結(jié)論與討論結(jié)論與討論? 關(guān)于靜力學(xué)某些原理的適用性關(guān)于靜力學(xué)某些原理的適用性 靜力學(xué)的某些原理，例如力的可傳靜力學(xué)的某些原理，例如力的可傳性、平衡的充要條件，對(duì)于柔性體是不成性、平衡的充要條件，對(duì)于柔性體是不成立的；對(duì)于彈性體則是在一定的條件下成立的；對(duì)于彈性體則是在一定的條件下成立。 如果將力如果將力 FP從從 B點(diǎn)沿點(diǎn)沿其作用線移到其作用線移到 C點(diǎn)，對(duì)于點(diǎn)，對(duì)于A端的約束力有沒(méi)有影響端的約束力有沒(méi)有影響？？ 對(duì)于桿件的變形有對(duì)于桿件的變形有沒(méi)有影響？沒(méi)有影響？? 結(jié)論與討論結(jié)論與討論? 關(guān)于靜力學(xué)某些原理的適用性關(guān)于靜力學(xué)某些原理的適用性 返回返回Nanjing University of Technology返回總目錄演講完畢，謝謝觀看！。 力的可傳性力的可傳性適用于剛體適用于剛體F180。 由若干物體所組成的系統(tǒng)由若干物體所組成的系統(tǒng)，如果整體是平衡的，則組，如果整體是平衡的，則組成系統(tǒng)的每一個(gè)局部也必然成系統(tǒng)的每一個(gè)局部也必然是平衡的。實(shí)際結(jié)構(gòu)中，只要構(gòu)件的兩端是鉸鏈連接，兩端之間沒(méi)有無(wú)他外力作用，則這一構(gòu)件必為二力構(gòu)件。作用在 BC桿上的力有：光滑接觸面桿上的力有：光滑接觸面 B處的約束力；處的約束力； E處繩索的約束力為拉力，與作用在處繩索的約束力為拉力，與作用在 AC桿上桿上 D處約束力大小處約束力大小相等、方向相反；相等、方向相反； C處約束力與作用在處約束力與作用在 AC桿上桿上 C處約束力大處約束力大小相等、方向相反，互為作用力與反作用力。作用在 AC桿上的主動(dòng)力為。 ? 受力圖繪制方法應(yīng)用舉例受力圖繪制方法應(yīng)用舉例 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 解：解： 1．整體結(jié)構(gòu)受力圖．整體結(jié)構(gòu)受力圖 以整體為研究對(duì)象，解除以整體為研究對(duì)象，解除 A、 B而處的約束，得到隔離而處的約束，得到隔離體。 A處為固定鉸鏈支座，處