【正文】 根據(jù)各力的作用線是否在同一平面內力系可分為 平面力系 和 空間力系 。 力 系 的 概 念 第 2章 力學基本知識 力與力系 9 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 要使物體處于平衡狀態(tài) ， 作用于物體上的力系必須滿足一定的條件 ， 這些條件稱為力系的 平衡條件 ； 物體 平衡 是指物體相對于地面保持靜止或作勻速直線運動的狀態(tài) 。 作用在物體上的若干個力總稱為 力系 。 └─┘ ? A B F 通常用細體 F 表示力的大小 ， 在印刷體中用粗體 F 表示力矢量；手寫時則用 或 表示力矢量 。 力的名字用大寫英文字母 F 表示 ， 并可加上相應的角標表示力的屬性 ， 如 FW， FN， F1 等 。 力的 作用點 ：力的作用位置。 力的 大小 ：機械作用強弱（ N ）。 5 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 力 是物體間相互的機械作用 ， 這種作用使物體的機械運動狀態(tài)發(fā)生變化 （ 運動效應 ） 或使物體產生變形 （ 變形效應 ） 。 靜力學主要研究以下問題： ? 物體的受力分析 ； ? 力系的簡化 ； ? 建立各種 力系的平衡條件及應用 。在絕大多數(shù)工程問題中，將地球近似為慣性參考系。第 2章 力 學 基 本 知 識 南京 大 學 水 利 土 木 工 程 學 院 第 2章 力學基本知識 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 力 與力系 靜 力學基本公理 力的投影與力沿坐標軸的分力 力偶 物體的受力分析 和受力圖 約束和約束反力 結構的計算簡圖 力矩 第 2章 力學基本知識 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 力 與力系 靜 力學基本公理 力的投影與力沿坐標軸的分力 力偶 物體的受力分析 和受力圖 約束和約束反力 結構的計算簡圖 力矩 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 第 2章 力學基本知識 力與力系 靜力學是研究物體在力系作用下的 平衡條件 的科學。 平衡 ，是指物體相對于慣性參考系保持靜止或勻速直線運動。 力 ，是物體間相互的 機械作用 ，這種作用使物體的機械運動狀態(tài)發(fā)生變化和使物體產生變形。 力系 ，是指作用于物體上的 多個力 。 ? 力的三要素 力對物體作用的效應 ， 決定于力的 大小 、 方向 和 作用點 ， 這稱為 力的三要素 。 力的 方向 ：指向和方位。 力 的 概 念 第 2章 力學基本知識 力與力系 └─┘ ? A B F 6 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 用按比例有方向的有向線段表示。 ? 力的表示法 力 的 概 念 第 2章 力學基本知識 力與力系 ? 有向線段的長度表示力的大??； ? 線段的方位和指向表示力的方向； ? 線段的起點或終點表示力的作用點。 F? F7 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 按力的作用位置可將力作如下分類： ????? ???????集 中 力線 分 布 力力分 布 力 面 分 布 力體 分 布 力┄┄┄┄┄┄┄┄ 點 ┄┄ 線 ┄┄ 面 ┄┄ 體積 ? 力的分類 力 的 概 念 第 2章 力學基本知識 力與力系 q q 8 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 等效力系 ：作用于物體上的一個力系可用另一個力系代替 ， 而不改變原力系對物體作用的 外效應 ， 則兩個力系互為 等效力系 。 用一個力等效地代替一個力系 ， 稱為 力系的合成 ， 該力稱為 合力 ， 原力系中各力稱為 分力 ；用一個力系等效地代替一個力 ， 稱為 力的分解 。 作用于物體上正好使之保持平衡的力系則稱為 平衡力系 。 根據(jù)各力的作用線情況，又可將力系分類如下： ???????任意力系或一般力系平行力系力偶系匯交力系力系力 系 的 概 念 以下各章中我們將按照從簡單到復雜、從特殊到一般的原則逐步學習各種力系的簡化與平衡。 公理 1 二力平衡公理 只有兩個力作用下處于平衡的物體。 F1 Fn FA FB F2 FC F1 Fn F F2 (a) (b) 由此會得出什么結論 ? 14 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 在作用于剛體上的已知力系中，加上或減去任一平衡力系，并不改變原力系對剛體的效應。2F1F2F等 效 第 2章 力學基本知識 靜 力學基本公理 15 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 第 2章 力學基本知識 靜 力學基本公理 作用于剛體上的力 ， 可沿其作用線任意移動而不改變它對剛體的作用效應 。 16 F? 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 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 ， 其合力也作用在該點上 ，合力的大小和方向則由以這兩個力為邊所構成的平行四邊形的對角線來表示 ， 而該兩個力稱為合力的分力 。 第 2章 力學基本知識 靜 力學基本公理 F3 C B A F1 F2 O F12 O 18 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 兩物體間相互作用的力，總是大小相等，方向相反，且沿同一直線，并分別作用在兩個物體上。 剛體（受壓平衡） 柔性體（受壓不能平衡） 第 2章 力學基本知識 靜 力學基本公理 1F? 2F?1F? 2F?2F?1F?剛化為剛體（仍平衡） 柔性體（受拉平衡） 2F?1F?第 2章 力學基本知識 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 力 與力系 靜 力學基本公理 力的投影與力沿坐標軸的分力 力偶 物體的受力分析 和受力圖 約束和約束反力 結構的計算簡圖 力矩 21 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 第 2章 力學基本知識 力的投影與力沿坐標軸的分力 力在軸上的投影 ?c o s?? FX力 的 投 影 x A B F X ? a b 平行光線照射 下物體的影子 x ABa b22 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 第 2章 力學基本知識 力的投影與力沿坐標軸的分力 力 在 平 面 上 的 投 影 ?c o sFF xy ?? 從力矢量的尾部和頂端向平面做垂線 ， 連接兩個垂足即得到投影的結果 。 y F x ? Fxy A B a b 23 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 第 2章 力學基本知識 力的投影與力沿坐標軸的分力 力 在 空 間 坐 標 軸 上 的 投 影 一次投影法（直接投影法）： ??? c o s,c o s,c o s ?????? FZFFFX 　　二次投影法（間接投影法）： ????? c o s,s i ns i n,c o ss i n FZFYFX ????? 　　24 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 第 2章 力學基本知識 力的投影與力沿坐標軸的分力 力 沿 坐 標 軸 上 的 分 力 kZjYiXFFFF zyx ??????? ??????jYiXFFF yx ????? ????25 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 第 2章 力學基本知識 力的投影與力沿坐標軸的分力 力在坐標軸上的投影和力沿坐標軸的分力的關系 A B F Fy X Y x O y Fx A B F Fy X x O y Fx A B F Fy X x O y Fx 1)投影是代數(shù)量，分力是矢量； 2)直角坐標系中，有 ， 。 XFx ? yFY?26 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 第 2章 力學基本知識 力的投影與力沿坐標軸的分力 合力在任一軸上的投影等于各分力在同一軸上投影的代數(shù)和。39。39。39。39。39。 O A BO SdFFM ?????? 2)(?規(guī)定力使剛體繞矩心逆時針方向轉動時，力矩為正。 kji???)yXxY()xZzX()zYyZ(??????　　　　　　kzjyixr ???? ??? kZjYiXF ???? ???r?(x,y,z) θ ?si nrFM O ?30 水 利 土 木 工 程 學 院 工 程 力 學 課 程 組 第 2章 力學基本知識 力矩 力 對 固 定 軸 之 矩 力對軸之矩 是力使剛體繞固定軸轉動效應的度量 ， 代數(shù)量 。 xyF? F?所以分力 a b xyF?P B A z F?xyF