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標(biāo)題: 靜力學(xué)基本公理,、約束與約束力 [打印本頁(yè)]

作者: twq19810302 時(shí)間: 2022-10-13 13:57
標(biāo)題: 靜力學(xué)基本公理,、約束與約束力

一、靜力學(xué)的基本公理

公理一：二力平衡公理

作用于同一剛體上的兩個(gè)力平衡的必要與充分條件是：力的大小相等,，方向相反,，作用在同一直線上,。

在兩個(gè)力作用下處于平衡的物體稱為二力體，若物體是構(gòu)件或桿件,，也稱二力構(gòu)件或二力桿件,，簡(jiǎn)稱二力桿。

公理二：加減平衡力系公理

在作用于剛體的任意力系中,，加上或減去平衡力系,，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體作用效應(yīng)。

力的可傳性原理

作用于剛體上的力可以沿其作用線移至剛體內(nèi)任意一點(diǎn),，而不改變?cè)摿?duì)剛體的效應(yīng),。由此可知,，作用于剛體上的力是滑移矢量，因此,，作用于剛體上力的三要素為：大小,、方向和作用線。

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,，它的大小和方向由以這兩個(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,。在求該點(diǎn)兩個(gè)力的合力時(shí),，我們常采用力的三角形法則,，如圖b所示。

三力平衡匯交定理

剛體受同一平面內(nèi)互不平行的三個(gè)力作用而平衡時(shí),，則此三力的作用線必匯交于一點(diǎn),。

公理四：作用與反作用公理

兩個(gè)物體間相互作用力總是同時(shí)存在，它們的大小相等,，指向相反,，并沿同一直線分別作用在這兩個(gè)物體上。

公理五：剛化原理

變形體在已知力系作用下平衡時(shí),，若將此變形體視為剛體（剛化）,，則其平衡狀態(tài)不變。

二,、約束與約束反力

工程上所遇到的物體通常分兩種：

可以在空間作任意運(yùn)動(dòng)的物體稱為自由體,，如飛機(jī)、火箭等,；
受到其它物體的限制,，沿著某些方向不能運(yùn)動(dòng)的物體稱為非自由體。如懸掛的重物,，因?yàn)槭艿嚼K索的限制,，使其在某些方向不能運(yùn)動(dòng)而成為非自由體，這種阻礙物體運(yùn)動(dòng)的限制稱為約束,。+ V9 S, i$ R Z0 \% g) L
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既然約束阻礙物體沿某些方向運(yùn)動(dòng),，那么當(dāng)物體沿著約束所阻礙的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，約束對(duì)其必然有力的作用,，以限制其運(yùn)動(dòng),，這種力稱為約束反力，簡(jiǎn)稱反力,。約束反力的方向總是與約束所能阻礙的物體的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,，它的作用點(diǎn)就在約束與被約束的物體的接觸點(diǎn)，大小可以通過計(jì)算求得,。

工程上通常把能使物體主動(dòng)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力稱為主動(dòng)力,。通常主動(dòng)力是已知的,，約束反力是未知的，它不僅與主動(dòng)力的情況有關(guān),，同時(shí)也與約束類型有關(guān),。

工程實(shí)際中常見的幾種約束類型及其約束反力的特性：

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