1—1-1靜力學基本概念
一、力的概念
力是物體間相互的機械作用。這種作用使物體的運動狀態發並使物體發生變化。力的作用效應可以直接看到或測量得到,使物體的運動生改變的效應,稱為力對物體的外效應,力使物體發生變形的效應,稱為力對物體的內效應。
力對物體決於三個要素:力的作用點;力的方向;力的大小。
實踐證明,力有大小和方向,而且力的相加服從矢量加法規則,因此力是矢量。用黑體字母如表示力矢量,用白體的同一字母F則表示力的大小。力矢可用一段有向線段來表示:用線段的長度按一定的比例尺表示力的大小,用線段末端的箭頭表示力的方向,用線段的始端或末端B表示力的作用點。若以表示沿力矢量F方向的單位矢量,則力矢F可寫成即力矢可用其模(大小)與單位矢量的積來表示。
力的單位要求統一采用國際單位製(SI)。即以牛頓(N)作為力的單位。目前工程實際中有采用工程單位製的,即以公斤力為力的單位。兩者換算關係為1kgf=9.8N。
二、剛體的概念
剛體是在任何情況下均保持其大小和形狀不變的物體。是理論力學中將物體抽象後得到的理想模型。
實踐證明,實際物體在受力時總要發生變形,但工程上的機械零件和結構構件,在正常工作時,力使其發生的變形十分微小,從研究其機械運動(力對物體的外效應)角度來說,這微小的變形影響極小,可略去不計。而將實際物體抽象為剛體,從而簡化問題,便於研究。
在靜力學中所研究的對象隻限於剛體,故又稱剛體靜力學。
三、平衡的概念
平衡是指物體相對於慣性參考係處於靜止或作勻速直線運動的抹態。在實際問題中,一般均取固連於地球的參考係作為慣性參樣,平衡就指物體相對於地麵靜止或作勻速直線運動的狀態。平衡隻是物體機械運動的特殊形式。如橋梁、電機的機座、相對於地球作勻速直線運動的火車等等。部是處於平衡狀態。
力係是指作用於物體上的群力。
平衡力係是指作用於剛體上使剛體處於平衡狀態的力係。
平衡條件是指平衡力係應滿足的條件。
力係的簡化是指將作用於剛體上的一個複雜力係用另一個與它等效的簡單力係來代替。
力係的等效變換是指作用在剛體上的一個力係被另一個與它等效的力係來代替。
靜力學中研究的基本問題為?
1.受力分析。
2.力係的簡化。
3.力係的平衡。
1-1-2靜力學基本公理
人們在長期實踐的觀察和大量的實驗後,對力的基本性質有了深入的了解,進行了概括和總結,得出了一些靜力學公理,它們是靜力學的基本規律。是靜力學的理論基礎。
公理作用於剛體上的兩個力,使剛體處於平衡的必要這兩力大小相等、指向相反、且作用於同一直線上。