1、工 程 力 学 Engineering Mechanics土木工程系学习本课程需注意的问题1、平时成绩占 20%,主要包括作业,考勤以及提问等;期末考试占 80%。2、上课纪律(讲话,手机等)。3、点名。4、作业抄袭现象。5、习题课,要求自己动手(钢笔,作业纸,计算器等)。力学发展简史:早在公元前四百多年,我国的墨翟及其学派的 墨经 里,已叙述力、重心等概念,这可以说是世界上最早的有关力学的论述,到了公元前三百多年古希腊的亚里士多德、阿基米德等提出关于杠杠平衡等力学规律,奠定了静力学的基础。随后到了 16、 17世纪,伽利略提出惯性定律和加速度的概念,从而奠定了动力学的基础。牛顿完备地提出动力
2、学的三个基本定律,这是整个古典力学的基础。18、 19世纪是理论力学发展成熟时期。伯努利的虚位移原理,达朗伯和拉格朗日分别提出自己的理论达朗伯原理和拉格朗日方程。 20世纪,由于学科之间的相互渗透产生了边缘学科。如振动理论、分析力学、多刚体系统动力学。工程力学被广泛的应用于 :机械、土建、交通、水利、航空、军事及生物力学等各个方面。工程力学是一门技术基础课,包含理论力学、材料力学、结构力学三部分。研究杆状构件的强度,刚度和稳定性 。研究杆系结构的强度,刚度和稳定性。弹性力学 :固体力学材料力学 :结构力学 :研究非杆结构在弹性阶段的强度、刚度和稳定性。理论力学 :包 括 :研究 物体 系机械运
3、动一般规律。静力学、运动学和动力学一般力学包括几何静力学、分析静力学(1) 静力学 : 研究物体所受力系的简化、平衡规律及其应用。(2) 运动学 :(与力无关、也是变形体运动基础 ) (3) 动力学 :包括质点系、刚体,变形体的动力效应。研究点与刚体运动的几何性质研究物体所受力与运动间的关系。变形 (包含刚体位移和相对位移 )刚体运动包括位移、轨迹、速度、加速度。如何学好理论力学 ?必须注意以下三个环节: 认真钻研教材,正确理解基本概念和定律(定理); 通过多做练习,进一步理解和掌握所学的力学知识; 及时归纳总结,巩固提高。图示吊车梁的弯曲变形 一般不超过跨度( A、 B 间距离)的 1/ 5
4、00,水平方向变形更小。 因此,研究 吊车梁的平衡规律时, 变形是次要因素,可以略去。 静力学研究的物体是刚体, 又称为刚体静力学, 它是研究变形体学的基础。指在运动中和受力作用下,其形状和大小都不发生改变,而且内部任意两点的距离始终保持不变的物体。一、刚体刚体是实际物体被抽象化了的力学模型1-1 静力学基本概念静力学基本概念二、力的概念 相互性,有力就必定至少存在着两个物体,力不能脱离物体而单独存在。物体间相互的机械作用,使物体的运动状态与形状发生变化。1、定义 物体相互间直接接触作用,如弹力、压力、摩擦力等; 通过场的相互作用,如重力、静电引力等。 力的效应: 外效应(运动):使物体的运动状态改变(理论力学) 内效应(变形):使物体的形状发生变化(材料力学) 机械作用的形式:外效应(运动) 内效应(变形)2、力的三要素大小;方向;作用点对刚体而言,力只产生外效应。 l 矢量的长度表示力的大小;l 矢量的方向表示力的方向;l 矢量的始端(点 O) 表示力的作用点。(矢量所沿着的直线表示力的作用线)常用 粗体 F 表示 力矢量 ,而用 F 表示 力的大小常用 N 和 kN 作力的单位符号3、力是矢量 FO平衡: 是指物体在力作用下相对于惯性参考系(如地球表面)处于静止或作匀速直线运动的状态。三 、平衡的概念