1、第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析1133力的分解與力的投影力的分解與力的投影按照力的平行四邊形法則,作用在按照力的平行四邊形法則,作用在OO點的一個力點的一個力RR,可以過同一點,可以過同一點OO向任意兩個方位線分解,分力的向任意兩個方位線分解,分力的大小與合力大小與合力RR的關系依照平行四邊形的邊、角幾何的關系依照平行四邊形的邊、角幾何關系確定。關系確定。第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析定義:在力矢量起點和終點作軸的垂線,在軸上得一線段,給定義:在力矢量起點和終點作軸的垂線,在軸上得一線段,給
2、這線段加上適當的正負號力的分解,則稱為力在軸上的投影。這線段加上適當的正負號,則稱為力在軸上的投影。Fx力在某軸的投影力在某軸的投影,等于力的模除以力與投影軸正向,等于力的模除以力與投影軸正向間傾角的正弦。間傾角的正弦。投影是代數目投影是代數目第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析Fx=FcosFy=Fcos=FsinFx和Fy是力F在x,y軸上的投影力的解析式:力的大小與方向為:力的大小與方向為:式中的式中的和和分別表示力分別表示力F與與x軸和軸和y軸正向間的傾角。軸正向間的傾角。第一章第一章靜力學的基本
3、公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析合力在任一軸上的投影等于各分力在同一軸上投影的代數和。合力在任一軸上的投影等于各分力在同一軸上投影的代數和。,(1,2,)iFjFFiFj,)()(()()()()iFjFiFjFiFj合力的大小和方向正弦為合力的大小和方向正弦為第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析第一章第一章靜力
4、學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析FR第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析=Fx+Fy+Fz=Fxi+Fyj+Fzk力在空間正交座標軸上的投影可用兩種方式來估算力在空間正交座標軸上的投影可用兩種方式來估算第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析=Fx+Fy+Fz=Fxi+Fyj+Fz(,)cos(,)cos(,)
5、FiFjFk第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析力對物體可以形成力對物體可以形成聯通效應聯通效應-取決于力的大小、方向取決于力的大小、方向;;轉動效應轉動效應-取決于轉矩的大小、方向取決于轉矩的大小、方向..1144力力矩矩力力FF使物體繞使物體繞OO點轉動療效的量度取決于三個誘因:點轉動療效的量度取決于三個誘因:(11)力)力FF的大小與力臂的乘積,即扭矩的大?。坏拇笮∨c力臂的乘積,即扭矩的大?。唬?2)力)力FF與矩心與矩心OO所確定的平面的方位,即扭矩的作用面;所確定的平面的方位,即扭矩的作用面;(33)在作用面內,力)在
6、作用面內,力FF繞矩心繞矩心OO的轉向。的轉向。第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析扭力為零的情況:當扭力為零的情況:當hh=0=0即力的作用線通過矩心時即力的作用線通過矩心時扭力單位扭力單位牛頓米(牛頓米(NmNm)千牛頓米(千牛頓米()扭力是測度力使質心繞點轉動效應的數學量扭力是測度力使質心繞點轉動效應的數學量O矩心矩心h力臂,點力臂,點O到力的作用線的垂直距離到力的作用線的垂直距離力對點之矩是一個代數目,它的絕對值等于力的大小與力對點之矩是一個代數目,它的絕對值等于力的大小與力臂的乘積,它的正負可按下法確定:力使物體繞矩心力臂的乘積,它
7、的正負可按下法確定:力使物體繞矩心逆秒針轉向時為正,反之為負。逆秒針轉向時為正,反之為負。Mo(F)=Fh=2AOAB第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析參見動漫:參見動漫:力對點之矩力對點之矩(2)第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析已知:已知:Fn,r求:求:力力Fn塊對輪心塊對輪心O的扭矩。的扭矩。解:解:(11)直接估算)直接估算()hFrF(22)借助合力定律估算)借助合力定律估算()()()()rFFFF第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜
8、力學的基本公理與受力剖析)-Frsin(Fh)()(-)(第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析從里面的估算可以看見,力從里面的估算可以看見力的分解,力FF對對OO點之矩等于它的兩點之矩等于它的兩個正交分力個正交分力FFxx和和FFyy對對OO點之矩的代數和。點之矩的代數和。)()()(yOxOOM-)()(OOFF)()-(sin)-(第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析平面匯交的合
9、力對于平面內平面匯交的合力對于平面內任一點之矩等于所有各分力對于任一點之矩等于所有各分力對于該點扭矩的代數和。即該點扭矩的代數和。即)()(.)()()(FFF第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析x、y是力是力F作用點作用點A的座標,的座標,而而Fx、Fy是力是力F在在x、y軸的投影,軸的投影,估算時用代數目代入。估算時用代數目代入。合力合力FR對座標原點之矩的解析表達式對座標原點之矩的解析表達式)()(F()第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析r第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析第一章第一章靜力學的基本公理與受力剖析靜力學的基本公理與受力剖析