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第2章 静力学基础
静力学主要研究作用于物体上力系的平衡。
“力系”是指同时作用在同一物体上一群力的总称。
“平衡”是指物体机械运动的一种特殊状态,即物体相对于惯性参考系保持静止或做匀速直线运动的状态。在实际工程问题中,一般是把地球取作惯性参考系,因而通常所说的平衡状态,就是指物体相对于地球处于静止或匀速直线运动的状态。
如果一个物体在某个力系作用下处于平衡状态,则称该力系为平衡力系。一个平衡力系,其中各个力之间应该满足一定的条件,正是这种条件使力系成为平衡力系。使一个力系成为平衡力系的条件称为力系的平衡条件。
在静力学中,我们将主要研究以下3个方面的问题:
(1)物体的受力分析。分析某个物体所受各力的大小、方向和作用位置。
(2)力系的简化。力系的简化就是用一个简单的力系来等效地替换一个复杂的力系,表现出不同力系的共同本质,明确力系对物体作用的总效果。
(3)建立各种力系的平衡条件。力系的平衡条件是进行静力学计算的基础。
利用力系的平衡条件,可以求出力系中的未知量,为工程结构(构件)和机械零件的设计提供依据。因而,静力学在工程中有着最广泛的应用。本章将主要解决第一个方面的问题,下一章将解决第二个与第三个方面的问题。