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工学静力学

contents目录静力学基础受力分析与平衡平面力系空间力系重心与转动惯量材料力学基础

01静力学基础

物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动的状态。平衡状态平衡力系刚体作用在物体上，使物体处于平衡状态的力系。在力的作用下，形状和大小均不发生变化的物体。030201静力学的基本概念

公理一力的平行四边形法则。两个力等效于一个力时，这个力的大小和方向由另外两个力的矢量和决定。公理二二力平衡公理。作用在刚体上的两个力等效于一个力时，这个力的大小和方向由另外两个力的矢量和决定。公理三加减平衡公理。在力的合成中，如果一个力加上或减去另一个力，其结果不会改变。静力学的基本公理

限制物体运动的装置或物体。约束约束对被约束物体的作用力，以抵抗约束对物体的限制作用。约束反力约束与约束反力

02受力分析与平衡

确定物体受到的重力、支持力、摩擦力等基本力。识别受力使用图形表示物体所受的力，以便进行后续分析。绘制受力图根据物理现象和实际情况，确定力的方向，以便正确分析受力情况。确定力的方向受力分析

力的合成将多个力合成为一个合力，简化受力分析。力的正交分解将力分解到相互垂直的两个方向上，便于计算和解决实际问题。力的分解将一个力分解为多个分力，以便更好地分析物体的运动状态。力的合成与分解

平衡状态物体处于静止或匀速直线运动状态时，称为平衡状态。平衡方程根据受力分析结果，列出平衡方程，通过求解方程得到未知量。平衡条件的推论通过平衡方程的推导，可以得到一些有用的推论，如力的三角形法则、重心定理等。平衡方程

03平面力系

平面力系在平面上作用的一组力，各力作用线都在同一平面内。力的合成两个或多个力可以合成一个单一的力，该力的作用效果与原力的作用效果相同。力的平行四边形法则两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作出的两个力和一个反作用力的平行四边形，合力方向沿两力夹角的对角线，因为两个力的作用点在同一地方，故作用点相同。平面力系的合成

物体保持静止或匀速直线运动的状态。作用于物体系的平面力系中，各力矢量在X轴上的投影代数和等于零，绕同一点所形成的力矩代数和也等于零。平面力系的平衡平衡条件平衡状态

根据已知的平面力系，列出独立的平衡方程，求解未知量。平衡方程通过代入法、消元法、解析法等解平衡方程，得到未知量的值。平衡方程的解法如果物体在平面内运动，则其受到的合外力为零或合外力矩为零。平衡条件的推论平面力系的平衡条件

04空间力系

空间力系在三维空间中，力、力矩和力矩矩等元素的总和。合成方法通过力的平行四边形法则，将多个力合成一个合力。力的平移将一个力从一个点平移到另一个点，不会改变该力对物体产生的效果。力的平移定理在空间中，将一个力从一个点平移到另一个点，则该力对物体产生的效果不变。空间力系的合成

物体处于静止或匀速直线运动状态。平衡状态合力为零，合力矩也为零。平衡条件根据平衡条件建立平衡方程，求解未知量。平衡方程物体在平衡状态下，受到的合力矩为零。静平衡空间力系的平衡

平衡方程的建立根据平衡条件建立平衡方程。平衡方程的求解通过代数运算求解未知量。平衡条件的推导根据力的合成和分解，推导平衡条件。平衡条件的验证通过实例验证平衡条件的正确性。空间力系的平衡条件

05重心与转动惯量

123物体的重心是物体各部分所受重力的合力的作用点。重心定义通过悬挂法或组合法可以确定物体的重心位置。确定方法重心是物体质量分布的等效点，它不一定在物体上。重心性质重心

03转动惯量的性质转动惯量是定值，与转动的角速度无关，只与质量和转动轴的位置有关。01转动惯量定义转动惯量是描述物体转动惯性大小的物理量，它与物体的质量、转动轴的位置以及质量分布有关。02转动惯量的计算通过积分计算物体的转动惯量，对于规则形状的物体，可以使用公式进行计算。转动惯量

平行移轴定理定义01当一个物体绕某轴转动时，如果通过平行于该轴的任意平面将物体切开，并把切开的两部分再移到原来的轴上，则两部分的转动惯量与原来物体的转动惯量相同。应用场景02在机械设计、动力学分析等领域中，平行移轴定理常被用来简化问题，特别是在处理复杂系统的转动问题时。注意事项03平行移轴定理只适用于刚体，不适用于变形体。平行移轴定理

06材料力学基础

材料在受到外力作用时发生形变，外力消失后能恢复原状的性质。弹性材料在受到外力作用时发生形变，外力消失后不能恢复原状的性质。塑性材料抵抗外力破坏的能力，通常是指在一定条件下材料所能承受的最大应力。强度材料在受到外力冲击或振动时抵抗断裂的能力。韧性材料的基本性质

应力和应变应力材料单位面积上所承受的力，表示材料内部抵抗变形的能力。应变材料在受到外力作用时发生的形变程度，是衡量材料变形程度的物理量。

强度材料在受到外力作用时所能承受的最大应力，是衡量材料抵抗破坏能力的指标。刚度材料在受到