《建筑力學(xué)》課件-2.1靜力學(xué)的基本知識(shí)

1《建筑力學(xué)》

——2.1靜力學(xué)的基本知識(shí)鐵道工程學(xué)院工程造價(jià)教研室本節(jié)內(nèi)容2.1.1力的投影基本知識(shí)2.1.2

力對(duì)點(diǎn)之矩基本知識(shí)

2.1.3力偶2.1.4力的平移定理【知識(shí)點(diǎn)】：力在直角坐標(biāo)軸上的投影，合力投影定理；力對(duì)點(diǎn)之矩，合力矩定理；力偶、力偶矩的概念；力的平移定理?！窘虒W(xué)目標(biāo)】：理解力和力偶的性質(zhì)；理解合力投影定理及合力矩定理，能熟練地計(jì)算力在坐標(biāo)軸上的投影和力對(duì)點(diǎn)的矩；掌握力偶及力偶矩的概念，掌握力的平移定理。2.1.1力的投影基本知識(shí)

⒈力在平面直角坐標(biāo)軸上的投影

例題2-1如圖所示，已知F1=100N,F2=200N,F3=300N,F4=400N,各力的方向如圖示,試求各力在x軸和y軸上的投影。解:⒉合力投影定理

各力及合力在x軸上的投影為：而：2.1.2力對(duì)點(diǎn)之矩基本知識(shí)

力矩的定義：力F的大小乘以該力作用線到某點(diǎn)O間距離d，并加上適當(dāng)正負(fù)號(hào)，稱為力F對(duì)O點(diǎn)的矩。簡(jiǎn)稱力矩。力矩的表達(dá)式：力矩的正負(fù)號(hào)規(guī)定：力使物體繞矩心做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),力矩為正,反之為負(fù)。力矩的單位：

常用(N·m)或(kN·m)。⒈力對(duì)點(diǎn)之矩2.1.2力對(duì)點(diǎn)之矩基本知識(shí)

力矩的性質(zhì)：⑴力沿作用線移動(dòng)時(shí)，對(duì)某點(diǎn)的矩不變。⑵力作用過矩心時(shí)，此力對(duì)矩心之矩等于零。⑶力矩的值與矩心位置有關(guān)，同一力對(duì)不同的矩心,其力矩不同。2.1.2力對(duì)點(diǎn)之矩基本知識(shí)

⒉合力矩定理平面匯交力系對(duì)物體的作用效應(yīng)可以用它的合力R來代替，這里的作用效應(yīng)包括物體繞某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng)，而力使物體繞某點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)應(yīng)由力對(duì)該點(diǎn)之矩來度量。因此，平面匯交力系的合力對(duì)平面內(nèi)任一點(diǎn)之矩等于該力系是各分力對(duì)該點(diǎn)之矩的代數(shù)和。2.1.3力偶

力偶的定義：兩個(gè)大小相等、方向相反、不共線的平行力。司機(jī)駕駛汽車時(shí)兩手轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的力工人用絲錐攻螺紋時(shí)兩手加在扳手上的力用兩個(gè)手指轉(zhuǎn)動(dòng)水龍頭時(shí)所施加的力2.1.3力偶

力偶的定義：兩個(gè)大小相等、方向相反、不共線的平行力。工人安裝輪胎時(shí)兩手轉(zhuǎn)動(dòng)扳手施加在扳手上的力。作用效果：只引起物體的轉(zhuǎn)動(dòng)。力和力偶是靜力學(xué)的二個(gè)基本要素。力偶特性一：力偶在任何坐標(biāo)軸上的投影等于零。力偶對(duì)物體只產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)，不產(chǎn)生移動(dòng)效應(yīng)。力偶特性二：力偶無合力，即力偶不能與一個(gè)力等效，也不能與一個(gè)力平衡，力偶只能與另一力偶平衡。2.1.3力偶

力偶的定義：兩個(gè)大小相等、方向相反、不共線的平行力。力偶臂：力偶中兩個(gè)力的作用線之間的距離。力偶矩：力偶中任何一個(gè)力的大小與力偶臂d的乘積，加上適當(dāng)?shù)恼?fù)號(hào)。力偶矩正負(fù)規(guī)定：若力偶有使物體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，力偶矩取正號(hào)；反之，取負(fù)號(hào)。量綱：力×長(zhǎng)度，牛頓?米（N?m）。2.1.3力偶

力偶的等效條件：作用在同一平面上的兩個(gè)力偶相互等效的充要條件是二者的力偶矩大小值相等,轉(zhuǎn)向相同。因此,以后可用轉(zhuǎn)向箭頭來代替力偶。

推論1：力偶可在作用面內(nèi)任意移動(dòng)，其對(duì)剛體的作用效果不變;

推論2：在保持力偶矩不變的情況下，可以隨意地同時(shí)改變力偶中力的大小以及力偶臂的長(zhǎng)短，而不會(huì)影響力偶對(duì)剛體的作用效果。根據(jù)以上推論，只要給定力偶矩的大小和正負(fù)符號(hào)，力偶的作用效果就確定了。至于力偶中力的大小、力臂的長(zhǎng)短都無關(guān)緊要。2.1.3力偶

力偶的表示：用一個(gè)圓弧箭頭表示力偶的轉(zhuǎn)向，箭頭旁邊標(biāo)出力偶矩的值。根據(jù)以上推論，只要給定力偶矩的大小和正負(fù)符號(hào)，力偶的作用效果就確定了。至于力偶中力的大小、力臂的長(zhǎng)短都無關(guān)緊要。2.1.4

力的平移定理作用于剛體上的力可等效地平移至任一指定點(diǎn)，但必須附加一力偶