第一節(jié) 靜力學(xué)
靜力學(xué)是研究物體在力作用下的平衡規(guī)律的科學(xué)。所謂平衡，一般是指物體相對(duì)于地面保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。使物體保持平衡的作用力系稱為平衡力系。
一、靜力學(xué)基本概念
(一)力的概念
力是物體間的相互作用，這種作用使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或物體的形狀發(fā)生改變，前者稱為力的外效應(yīng)，后者稱為力的內(nèi)效應(yīng)。理論力學(xué)只討論力的外效應(yīng)。
力對(duì)物體的效應(yīng)取決于力的大小、力的方向和力的作用點(diǎn)，因而力是一矢量。本書中用粗斜體字母表示矢量，如力F;而矢量的大小則用細(xì)斜體的同一字母表示，如F。
集中力的單位是N(牛頓)或kN(千牛)。
(二)剛體
所謂剛體，就是在力的作用下不變形的物體。在靜力學(xué)中，所研究的物體都是指剛體。
(三)靜力學(xué)公理
公理一 二力平衡公理
作用在同一剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的必要和充分條件是：這兩個(gè)力等值、共線、反向。受兩力作用而平衡的構(gòu)件或直桿分別稱為二力構(gòu)件或二力桿。
公理二 加減平衡力系公理
在作用于剛體上的任意一個(gè)力系中，加上或去掉任何一個(gè)平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。
應(yīng)用公理一與公理二可以得出一個(gè)推論，力的可傳性;作用于剛體上的力可沿其作用線移動(dòng)，而不改變?cè)摿?duì)剛體的效應(yīng)。故作用于剛體上力的三要素可表述為：力的大小、作用線和指向。因而，力矢是滑動(dòng)矢量。
公理三 力的平行四邊形法則
作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可以合成為作用于該點(diǎn)的一個(gè)合力，它的大小和方向由這兩個(gè)力的矢量為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來表示(圖4—1—1a)。亦可用圖4—1—1b所示的力三角形ABC表示，并將其稱為力三角形法則。合力R與分力F1、F2的矢量表達(dá)式為
R=F1+F2
公理四 作用與反作用定律
兩物體間相互作用的一對(duì)力，總是等值、反向、共線，并分別作用在這兩個(gè)物體上。
公理五 剛化原理
當(dāng)變形體在已知力系作用下處于平衡時(shí)，若將此變形體轉(zhuǎn)換成為剛體，則其平衡狀態(tài)不變。此公理表明，剛體靜力學(xué)的平衡條件是變形體平衡的必要條件，而非是充分條件。
靜力學(xué)是研究物體在力作用下的平衡規(guī)律的科學(xué)。所謂平衡，一般是指物體相對(duì)于地面保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。使物體保持平衡的作用力系稱為平衡力系。
一、靜力學(xué)基本概念
(一)力的概念
力是物體間的相互作用，這種作用使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或物體的形狀發(fā)生改變，前者稱為力的外效應(yīng)，后者稱為力的內(nèi)效應(yīng)。理論力學(xué)只討論力的外效應(yīng)。
力對(duì)物體的效應(yīng)取決于力的大小、力的方向和力的作用點(diǎn)，因而力是一矢量。本書中用粗斜體字母表示矢量，如力F;而矢量的大小則用細(xì)斜體的同一字母表示，如F。
集中力的單位是N(牛頓)或kN(千牛)。
(二)剛體
所謂剛體，就是在力的作用下不變形的物體。在靜力學(xué)中，所研究的物體都是指剛體。
(三)靜力學(xué)公理
公理一 二力平衡公理
作用在同一剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的必要和充分條件是：這兩個(gè)力等值、共線、反向。受兩力作用而平衡的構(gòu)件或直桿分別稱為二力構(gòu)件或二力桿。
公理二 加減平衡力系公理
在作用于剛體上的任意一個(gè)力系中，加上或去掉任何一個(gè)平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。
應(yīng)用公理一與公理二可以得出一個(gè)推論，力的可傳性;作用于剛體上的力可沿其作用線移動(dòng)，而不改變?cè)摿?duì)剛體的效應(yīng)。故作用于剛體上力的三要素可表述為：力的大小、作用線和指向。因而，力矢是滑動(dòng)矢量。
公理三 力的平行四邊形法則
作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可以合成為作用于該點(diǎn)的一個(gè)合力，它的大小和方向由這兩個(gè)力的矢量為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來表示(圖4—1—1a)。亦可用圖4—1—1b所示的力三角形ABC表示，并將其稱為力三角形法則。合力R與分力F1、F2的矢量表達(dá)式為
R=F1+F2
公理四 作用與反作用定律
兩物體間相互作用的一對(duì)力，總是等值、反向、共線，并分別作用在這兩個(gè)物體上。
公理五 剛化原理
當(dāng)變形體在已知力系作用下處于平衡時(shí)，若將此變形體轉(zhuǎn)換成為剛體，則其平衡狀態(tài)不變。此公理表明，剛體靜力學(xué)的平衡條件是變形體平衡的必要條件，而非是充分條件。