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力的三个基本要素:大小、方向与作用点

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:力的三要素是:大小、方向和作用点。

力的三个基本要素:大小、方向与作用点

1.二力平衡条件(图1-1)

作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力的大小相等,方向相反,作用在同一个刚体,且在同一直线上,即二力平衡条件。

这个公理表明了作用于刚体上的最简单的力系平衡时所必须满足的条件。如图1-1所示,即:

值得注意的是以上公理只适用于刚体,对于变形体只是必要条件而不是充分条件。

图1-1 

2.加减平衡力系原理(图1-2)

在作用于刚体的任意已知力系中,加上或减去任意的平衡力系,不改变原力系对刚体的作用效果。也就是说,如果两个力系只相差一个或几个平衡力系,则它们对刚体的作用效果是相同的,因此这两个力系可以等效替换。根据上述公理可以导出下列推论:力的可传性原理。

力的可传性原理:作用于刚体上的力在刚体内沿着它的作用线移到任意一点,并不改变该力对刚体的作用。

图1-2 

3.力的平行四边形法则(图1-3)

如果两个力作用线汇交于一点,则其合力也作用于同一点,且合力的大小可用这两个力为边的平行四边形的对角线来表示。

力对物体的作用效应取决于力的三个要素。力的三要素是:大小、方向和作用点。

图1-3 

三力平衡汇交定理:如果作用于刚体上的三个力是相互平衡的力,那么其中任意两个力的合力一定与第三个力满足二力平衡条件,同时此三力必在同一平面内且三个力的作用线一定汇交于一点。(图1-4)(www.xing528.com)

图1-4 

4.作用和反作用定律(图1-5)

作用力和反作用力总是同时存在的,且大小相等、方向相反,沿着同一直线作用,但分别作用在两个相互作用的物体上。

图1-5 

5.刚化原理

当变形体在已知力系作用下处于平衡时,如将此变形体变为刚体(刚化),则平衡状态保持不变。

6.合力矩定理

平面力系的合力对作用于平面内任一点的力矩等于力系中各力对同一点力矩的代数和。即

7.平面力偶等效定理

在同平面内的两个力偶,如果力偶矩相等,则两力偶彼此等效。

8.力的平移定理

作用在刚体上的力F可以平移其作用线到刚体上任意一点处,但必须附加一个力偶,此附加力偶的矩等于原来的力F对新作用点的力矩(图1-6)。

图1-6 

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