第一篇 静力学 静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的一门科学。 静力学中所指的物体都是刚体。所谓刚体是指物体在力的作用下,其内部任意两点之间的距离始终保持不变,这是一种理想化的力学模型。 “平衡”是指物体相对于惯性参考系(如地面)保持静止或作匀速直线运动的状态,是物体运动的一种特殊形式。 静力学主要研究以下三个问题: 1 .物体的受力分析 分析物体共受几个力作用,每个力的作用位置及其方向。 2 .力系的简化 所谓力系是指作用在物体上的一群力。如果作用在物体上两个力系的作用效果是相同的,则这两个力系互称为等效力系。用一个简单力系等效地替换一个复杂力系的过程称为力系的简化。力系简化的目的是简化物体受力,以便于进一步分析和研究。 3 .建立各种力系的平衡条件 刚体处于平衡状态时,作用于刚体上的力系应该满足的条件,称为力系的平衡条件。满足平衡条件的力系称为平衡力系。力系平衡条件在工程中有着特别重要的意义,是设计结构、构件和零件的静力学基础。 第一章 静力学公理与物体受力分析 §1 .1 力的概念与分类 力是人们从长期生产实践中经抽象而得到的一个科学概念。例如,当人们用手推、举、抓、掷物体时,由于肌肉伸缩逐渐产生了对力的感性认识。随着生产的发展,人们逐渐认识到,物体运动状态及形状的改变,都是由于其它物体对其施加作用的结果。这样,由感性到理性建立了力的概念:力是物体间相互的机械作用,其作用结果是使物体运动状态或形状发生改变 。 实践表明力的效应有两种,一种是使物体运动状态发生改变,称为力对物体的外效应;另一种是使物体形状发生改变,称为力对物体的内效应。在静力学部分将物体视为刚体,只考虑力的外效应;而在材料力学部分则将物体视为变形体,必须考虑力的内效应。 力是物体之间的相互作用,力不能脱离物体而独立存在。在分析物体受力时,必须注意物体间的相互作用关系,分清施力体与受力体。否则,就不能正确地分析物体的受力情况。 由经验可知,力对物体的作用效果取决于三个要素:大小、方向、作用点。此即称为力的三要素。在国际单位制(SI)中以牛顿(N)作为力的计量单位,有时也用千牛顿(kN)作为力的计量单位,1 kN=1000N。 力的三要素可用一个矢量来表示,如图 1.1 所示。矢量长度按照一定比例表示力的大小;矢量方向为力的作用方向;矢量起始端或末端为力的作用点,如图1.1 中的A、B 两点。本书用粗体字母 F 表示力矢量...