理论力学第二章-静力学

力

力与力系

力是物体的相互作用，能够使物体发生形变或改变运动状态

力的基本性质

• 力作用效果取决于力的大小、方向与作用点(三要素)
• 同一个作用点两个力的效应可由一个力等效（静力学公理1）
• 作用于刚体上两个力使其平衡的充分 必要条件是两力处于同一直线上，且 大小相等方向相反（静力学公理2）
• 在一个力系上加减一个平衡力系不改变原力系对 刚体的作用效果（静力学公理3）
• 作用力与反作用力同时存在

力对刚体的作用

• 具有可传性，作用的效果取决于力的大小、方向与作用线
• 滑移矢量

力对变形体的作用

• 与作用点有关，作用效果取决于力的大小、方向与作用点
• 定位矢量

静力学五个公理

1. 力的平行四边形公理
2. 二力平衡公理
3. 增减平衡力系公理
4. 作用与反作用公理
5. 刚化公理

力系

若干力的集合称为力系

力系的分类

• 汇交力系：各力的作用线都汇交于一点的力系，合力的坐标等于力系各力对应坐标的代数和
• 平行力系：所有力的方向平行
• 一般力系

力矩

定义与性质

力在作用线上滑移，力矩大小不会改变

计算

力对轴的矩

力对平行于其的轴的矩为零

合力矩定理

力对z轴的矩等于该力的三个分矢量对该轴矩的代数和

力偶

定义

• 大小相等、方向相反、作用线相互平行的一对力称为力偶。

• 力偶是不可简化的力系

• 改变刚体转动状态、引起变形体扭曲

性质

三个基本要素

1. 作用面
2. 大小
3. 转动方向

力偶矩矢量

力偶的等效性

1. 力偶矩矢量是自由矢量，对刚体的转动效果取决于力偶矩矢 量的大小和方向，与力偶的作用位置无关
2. 力偶矩矢量的大小等于力的大小与力偶臂的大小的乘积
3. 力偶矩矢量的大小与方向相同，对刚体的转动效果相同

与作用位置无关！

力偶系及其合成

力系的简化

约束

力系的平衡

摩擦与摩擦力