1、1(3)应应 用平衡条件解决工程中的各种问题。用平衡条件解决工程中的各种问题。(2)平衡条件平衡条件 建立物体处于平衡状态时，建立物体处于平衡状态时， 作用在其上各力组成的力系作用在其上各力组成的力系所应满足的条件。所应满足的条件。(1)受力分析受力分析 分析作用在物体上的各种力分析作用在物体上的各种力弄清被研究对象的受力情况。弄清被研究对象的受力情况。基本问题基本问题 ：返回主目录返回主目录一般问题(复杂问题 ) 抽象与简化 分析求解 验证2第二章第二章 刚体静力学基本概念与理论刚体静力学基本概念与理论2.5 平面力系的平衡条件平面力系的平衡条件2.1 力力2.2 力偶力偶2.3 约束与约束
2、反力约束与约束反力2.4 受力图受力图返回主目录返回主目录 3研究对象被抽象为刚体，暂不考虑其变形，研究对象被抽象为刚体，暂不考虑其变形，为研究力系的平衡提供了极大的方便。为研究力系的平衡提供了极大的方便。-形状和大小不变，且内部各点的相对位置也不变的一种 物体理想模型 。刚体刚体研究刚体在力系作用下的 平衡 问题。刚体静力学刚体静力学若干定义若干定义 ：第二章第二章 刚体静力学基本概念与理论刚体静力学基本概念与理论返回主目录返回主目录4力是矢量 ：力的作用效果，取决于大小、方向、作用点。刚体 -不考虑内效应；则力可沿其作用线滑移。 三要素成为力的大小、方向和作用线。因此，对于刚体而言，力是滑
3、移矢。单位 ： N or kN；力不可直接度量。可以度量的是其效应，作用效应相同，则力系等效。定义：力是物体间的相互作用，作用效应是使物体运动状态发生变化（外）或使物体变形（內）。1. 基本概念基本概念作用力和反作用力 ： 力是成对出现的，作用在不同的物体上，等值、反向、共线。力的合成满足矢量加法规则力的合成满足矢量加法规则 。若干个共点力，可以合成为一个合力。2.1 力 (回顾 )返回主目录返回主目录52. 共点力的合成共点力的合成用 几何法 求汇交力系合力时，应注意 分力首尾相接，合力是从第一力的箭尾指向最后一力的箭头。几何法 ： 用平行四边形法则进行合成和分解。FR=F1+F2+ Fn=
4、FOa) 平行四边形法则F2F1FRb) 力三角形F2FRd) 力多边形F1OF5Oc) 汇交力系F4 F2F1F3O F1F2F4F3F5FR6解析法解析法 （投影求和法）力力 F在任一轴在任一轴 x 上的投影，上的投影，等于力的大小乘以力与轴正等于力的大小乘以力与轴正向夹角的余弦向夹角的余弦 。有：有：Fx=Fcos 力的投影是力的投影是 代数量代数量 。或者： 力在任一轴上投影的大小等于力的大小乘力在任一轴上投影的大小等于力的大小乘以力与轴所夹锐角的余弦以力与轴所夹锐角的余弦 ，其，其 正负则由从力矢量正负则由从力矢量起点到终点的投影指向与轴是否一致确定起点到终点的投影指向与轴是否一致确
5、定 。Fx力在任一轴上的投影Fx7y xFO力在任一轴上的投影大小都不大于力的大小。力在任一轴上的投影大小都不大于力的大小。而分力的大小却不一定都小于合力而分力的大小却不一定都小于合力 。力在任一轴上的投影可求，力力在任一轴上的投影可求，力沿一轴上的分量不可定沿一轴上的分量不可定 。xFO Fx分力 Fx=？讨论：力的投影与分量可见， 力力 F在垂直坐标轴在垂直坐标轴 x、 y上的投影分量与沿轴上的投影分量与沿轴分解的分力大小相等分解的分力大小相等 。力力 F在相互不垂直的轴在相互不垂直的轴 x、 y上的投影分上的投影分量与沿轴分解的分力大小是不相等的量与沿轴分解的分力大小是不相等的 。Fxy
6、O xFy OFyFx Fy FxFyFx8合力投影定理合力投影定理 ： 合力在任一轴上的投影等于各分合力在任一轴上的投影等于各分 力在该轴上之投影的代数和力在该轴上之投影的代数和 。表示合力表示合力 FR与与 x轴所夹的锐角，轴所夹的锐角，合力的指向由合力的指向由 FRx、 FRy的符号判定的符号判定 。ac-bc=ab由 合力投影定理 有：FRx=F1x+F2x+ Fnx=FxFRy=F1y+F2y+ Fny=Fy合力的投影a b cFRF1xF2正交坐标系 有 : ;RxRx FF = RyRy FF =FRxxyFRy FR合力合力:9F2 20F1FR故可知： =70时， F2最小。且可求得： F1=940N, F2=342N 。例例 2.1 图中固定环上作用着二个力图中固定环上作用着二个力 F1和和 F2， 若希望若希望得到垂直向下的合力得到垂直向下的合力 F=1kN， 又要求力又要求力 F2尽尽量小，试确定量小，试确定 角和角和 F1、 F2的大小。的大小。解解 ：力三角形如图。有：力三角形如图。有F2/sin20=F/sin(180-20-)F1/sin=F/sin(180-20-)dF2/d=-Fsin20cos(160-)/sin2(160-)=0由 F2最小的条件，还有20FRF1F210
