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文檔簡(jiǎn)介
《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心1目錄第一節(jié)、力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影第二節(jié)、力對(duì)軸的矩第三節(jié)、空間力系的平衡方程第四節(jié)、物體的重心《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心2第一節(jié)、力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影一、力在平面上的投影矢量abFθBAxy從力的始端和未端分別向平面做垂線矢量ab
稱為力
F
在
xy平面上的投影:Fxy大小為
Fxy=F
cosθFxy《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心3第一節(jié)、力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影空間力系:各力的作用線不在同一平面內(nèi),這樣的力系稱為空間力系《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心4第一節(jié)、力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影OyzFFzxθFx二次投影法2.F
與某平面(如xy)間的夾角及
F
在該
平面上的投影與某軸(如x軸)間夾角φFyFxyFx=F
cosθ
cosφFy=F
cosθ
sinφFz=F
sinθ《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心5第一節(jié)、力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心6第二節(jié)、力對(duì)軸的矩力對(duì)于軸的矩:是衡量力使物體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的度量《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心7第二節(jié)、力對(duì)軸的矩FxyzdFzFxy一、力對(duì)軸之矩的概念
過(guò)力
F
的始端做垂直于Z軸的平面
xy將力
F
分解Fz∥z
軸Fxy⊥z
軸定義:
Fxy對(duì)
O
點(diǎn)之矩為力
F
對(duì)
z
軸之矩:Mz(
F
)
即
Mz(
F
)
=
MO(
Fxy
)
=Fxy.d力對(duì)某軸之矩,等于力在垂直于該軸的平面上的分力對(duì)該軸與此平面交點(diǎn)的矩。O《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心8第二節(jié)、力對(duì)軸的矩Mz(
F
)
=Fxy.d★:注意①力對(duì)軸之矩是代數(shù)量,正負(fù)由右
手螺旋法則確定;②力作用線與軸平行或相交(即力
與軸共面)時(shí),力對(duì)該軸矩為零;③力沿其作用線移動(dòng)時(shí),它對(duì)軸之
矩不變。FxyzdFzFxyO《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心9第二節(jié)、力對(duì)軸的矩FxFz
FyFxy
二、力對(duì)點(diǎn)之矩與力對(duì)過(guò)該點(diǎn)的軸之矩的關(guān)系FOyzxByA
z
xO′
A點(diǎn)坐標(biāo):x、y、zF
投影:Fx、Fy、FzMz(
F
)
=
MO′(
Fxy
)
=
MO′(
Fx
)
+
MO′(
Fy
)=
-Fx.y
+
Fy
.x力F
對(duì)
z
軸的矩為同理力F
對(duì)
x
軸的矩為
力F
對(duì)
y
軸的矩為=
-Fy.z
+
Fz
.y=
-Fz.x
+
Fx
.z《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心10第二節(jié)、力對(duì)軸的矩FxFyFzFxyFOyzAByz
xO′
A點(diǎn)坐標(biāo):x、y、zF
投影:Fx、Fy、FzMx(F
)=
yFz
–
zFyMy(F
)=
zFx
-
xFzMz(F
)=
xFy
-
yFx.
力F
對(duì)
O
點(diǎn)之矩矢量的解析表達(dá)式MO(F
)=(
yFz
–
zFy)
i
+
(
zFx
–
xFz)
j
+(
yFz
–
zFy)
k力對(duì)某點(diǎn)矩矢量在通過(guò)該點(diǎn)的任一軸上的投影等于力對(duì)該軸的矩《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心11第二節(jié)、力對(duì)軸的矩《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心12第二節(jié)、力對(duì)軸的矩《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心13第三節(jié)、空間力系的平衡方程
∑Fx
=
0
∑Fy
=
0
∑Fz
=
0
∑Mx(F)=
0
∑My(F)=
0
∑Mz(F)=
0空間任意力系的平衡方程《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心14第三節(jié)、空間力系的平衡方程例題3-3《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心15第三節(jié)、空間力系的平衡方程例題
電線桿AB長(zhǎng)10m,在其頂端受一8.4kNN的水平作用力。桿的底端A可視為球形鉸鏈,并由BD、BE兩鋼索維持桿的平衡,試求鋼索的拉力和點(diǎn)A的約束力《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心16第四節(jié)物體的重心OyzxGiyiziyCxi
zC
xC
CG重心坐標(biāo)為(x1、y1、z1)、
(x2、y2、z2)、
……(xn、yn、zn)、重力為
G1、G2、…
、
Gn
G
=
G1
+
G2+
…+
Gn物體重心在C
,重力為G將物體看成由
n
個(gè)小塊組成由合力之矩定理可知,物體重力
G
對(duì)x軸之矩等于各小塊重力對(duì)
x
軸之矩的代數(shù)和。
-G.yc
=
-
G1.y1
–
G2.y2
-…
-Gn.yn
=
-∑Gi.yi《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心17第四節(jié)物體的重心《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心18第四節(jié)物體的重心《工程力學(xué)》--第三章空間力系與重心19第四節(jié)物體的重心確定物體重心位置的方法1.利用對(duì)稱性對(duì)稱的均質(zhì)物體,其重心必在它們的對(duì)稱面、對(duì)稱軸或?qū)ΨQ中心上2.分割法某些形狀較為復(fù)雜的均質(zhì)物體可看成為幾個(gè)簡(jiǎn)單形體的組合。20例題3-4
求重心
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