靜力學是研究物體在力係作用下平衡規律的科學。所謂力係,是指作用在物體上的一群力。平衡是指物體相對於地麵保持靜止或勻速直線運動的狀態。例如,相對於地麵靜止的房屋、高壓輸電鐵塔,在直線軌道上勻速行駛的火車等,相對於地麵都處於平衡狀態。但它們隨著地球的自轉和公轉又在不停地運動著。故平衡是相對的、暫時的和有條件的。
在工程實際中,要使物體處於平衡狀態,作用於物體上的力係必須滿足一定的條件。因此,靜力學主要研究作用在物體上的力係的簡化方法和逢立物體在力係作用下的平衡條件,並應用這些平衡條件解決工程技術問題。
【內容提要和要求】
(一)內容
1.本章內容是工程力學的基礎知識。力、剛體、力矩、力偶、力偶矩和力的投影等概念是靜力學中最基本的概念。靜力學公理揭示了力的基本性質,是研究作用於物體上的力係簡化和平衡問題的理論基礎。
2.學習本章的目的是:理解靜力學中的碁本概念;掌掘靜力學公理及其推論;掌握力在直角坐標軸上的投影,力矩和力偶矩的計算。
(二)教學要求
1.正確理解力、剛體和平衡的概念。
1.深刻領會各個公理的內容和意義。靜力學的全部理論都建立在這些公理的基礎上,它們在本質上反映了作用在剛體上的力的最簡單最基本的性質。正確計算力的投影、力矩和力偶矩。
力、剛體、力矩、力偈、力偶矩和力的投影等概念,靜力學公理及其推論是本章的重點;而計算力的投影、力矩、力偶矩既是重點,又是難點。
1.1力和剛體的概念
一、力的概念
力的概念是人們在長期的生活與生產實踐中逐步形成,並經過歸納、概括和科學的抽象而建立的。例如,人挑擔、舉重、推車等都要用力。力的作用不僅存在於人與物體之間,而且廣泛地存在於物體與物體之間。例如,空中自由下落的物體,球拍擊打乒乓球,機車牽引列車等,都是力的作用。大量事實說明,力是物體之間的相互機械作用,作用的結果使物體的運動狀態發生改變或使物體發生變形。力使物體運動狀態發生魂變的效應,擠為力的外效應或運動效應;而力使物體發生變形的效應1稱為力的肉餘應或變琅敘逾。靜方嚷和運動力學兩篇,隻研究力的外效應,力的內效應則在材料力學中研究。
由實踐可知,力對物體的作用效應取決於力的大小、方向和作用點這三個因素,稱為力的三要素。這三個要素中,任何一個要素改變時,都會改變力對物體的侔用效果。用手推一木箱,若力蘿作用在八點能使木箱向前運動,力小―木箱速度增加較镘,力大則速度增加較快;用同樣大小的力先反向作用在8點,則本箱後退;若力作用在0點,木箱就有繞尺點翻倒的危險。因此,要確定一個力,必須說明它的大小、方向和作用點。