第二章平面汇交力系和平面力偶系优秀课件.ppt
第二章平面汇交力系和平面力偶系第1页，本讲稿共38页一.多个汇交力的合成力多边形规则2-1 2-1 平面汇交力系合成与平衡的几何法平面汇交力系合成与平衡的几何法第2页，本讲稿共38页力多边形力多边形力多边形规则力多边形规则第3页，本讲稿共38页 平衡条件平衡条件二.平面汇交力系平衡的几何条件 平面汇交力系平衡的必要和充分条件是：平面汇交力系平衡的必要和充分条件是：该力系的力多边形自行封闭该力系的力多边形自行封闭.第4页，本讲稿共38页一.力在坐标轴上的投影与力沿轴的分解2-2 2-2 平面汇交力系合成与平衡的解析法平面汇交力系合成与平衡的解析法第5页，本讲稿共38页第6页，本讲稿共38页由合矢量投影定理，得合力投影定理合力的大小为：合力的大小为：方向为：方向为：作用点为力的汇交点作用点为力的汇交点.二.平面汇交力系合成的解析法第7页，本讲稿共38页三.平面汇交力系的平衡方程平衡条件平衡条件平衡方程平衡方程第8页，本讲稿共38页2-3 2-3 平面力对点之矩的概念和计算平面力对点之矩的概念和计算一、平面力对点之矩（力矩）力矩作用面，力矩作用面，O称为称为矩心矩心，O到力的作用线的垂直距离到力的作用线的垂直距离h称为称为力臂力臂1.1.大小：力大小：力F F与力臂的乘积与力臂的乘积2.2.方向：转动方向方向：转动方向两个要素：两个要素：第9页，本讲稿共38页 力对点之矩是一个代数量，它的绝对值等于力的 大小与力臂的乘积，它的正负：力使物体绕矩心逆时 针转向时为正，反之为负.常用单位Nm或kNm第10页，本讲稿共38页二、合力矩定理平面汇交力系平面汇交力系该结论适用于任何合力存在的力系该结论适用于任何合力存在的力系第11页，本讲稿共38页三、力矩与合力矩的解析表达式第12页，本讲稿共38页2-4 平面力偶理论一.力偶和力偶矩1.力偶 由两个等值、反向、不共线的（平行）力组由两个等值、反向、不共线的（平行）力组成的力系称为成的力系称为力偶，记作，记作第13页，本讲稿共38页两个要素两个要素a.a.大小：力与力偶臂乘积大小：力与力偶臂乘积b.b.方向：转动方向方向：转动方向力偶矩力偶矩力偶中两力所在平面称为力偶作用面力偶中两力所在平面称为力偶作用面力偶两力之间的垂直距离称为力偶臂力偶两力之间的垂直距离称为力偶臂2.力偶矩第14页，本讲稿共38页二.力偶与力偶矩的性质1.1.力偶在任意坐标轴上的投影等于零力偶在任意坐标轴上的投影等于零.第15页，本讲稿共38页2.2.力偶对任意点取矩都等于力偶矩，力偶对任意点取矩都等于力偶矩，不因矩心的不因矩心的 改变而改变改变而改变.力偶矩的符号力偶矩的符号 M第16页，本讲稿共38页 3.3.只要保持力偶矩不变，力偶可在其作用面内任意移只要保持力偶矩不变，力偶可在其作用面内任意移转，且可以同时改变力偶中力的大小与力臂的长短，对刚转，且可以同时改变力偶中力的大小与力臂的长短，对刚体的作用效果不变体的作用效果不变.=第17页，本讲稿共38页第18页，本讲稿共38页=第19页，本讲稿共38页4.4.力偶没有合力，力偶只能由力偶来平衡力偶没有合力，力偶只能由力偶来平衡.第20页，本讲稿共38页=已知：任选一段距离任选一段距离d d三.平面力偶系的合成和平衡条件=第21页，本讲稿共38页=第22页，本讲稿共38页平面力偶系平衡的充要条件 M =0=0，有如下平衡方程 平面力偶系平衡的必要和充分条件是：所有各力偶矩的代数和等于零.第23页，本讲稿共38页例2-1已知：求：1.水平拉力F=5kN时，碾子对地面及障碍物的压力？2.2.欲将碾子拉过障碍物，水平拉力F至少多大？3.力F沿什么方向拉动碾子最省力，及此时力F多大？P=20kN，R=0.6m，h=0.08m第24页，本讲稿共38页解：1.取碾子，画受力图.用几何法，按比例画封闭力四边形第25页，本讲稿共38页2.碾子拉过障碍物，用几何法解得应有解得 3.第26页，本讲稿共38页已知：AC=CB，F=10kN,各杆自重不计；求：CD 杆及铰链A的受力.例2-2第27页，本讲稿共38页解：CD为二力杆，取AB杆，画受力图.用几何法，画封闭力三角形.或按比例量得 第28页，本讲稿共38页求：此力系的合力.解：用解析法例2-3已知：图示平面共点力系；第29页，本讲稿共38页已知：系统如图，不计杆、轮自重，忽略滑轮大小，P=20kN；求：系统平衡时，杆AB,BC受力.例2-4 解：AB、BC杆为二力杆，取滑轮B（或点B），画受力图.建图示坐标系第30页，本讲稿共38页第31页，本讲稿共38页例2-5求：平衡时，压块C对工件与地面的压力，AB杆受力.已知：F=3kN,l=1500mm,h=200mm，忽略自重；解：AB、BC杆为二力杆.取销钉B.得第32页，本讲稿共38页解得 选压块C解得解得第33页，本讲稿共38页例2-6求:解:直接按定义按合力矩定理已知:F=1400N,第34页，本讲稿共38页例2-7求：解：由杠杆平衡条件解得已知：平衡时，CD杆的拉力.CD为二力杆，取踏板第35页，本讲稿共38页例2-8求：解：由合力矩定理得已知：q,l；合力及合力作用线位置.取微元如图第36页，本讲稿共38页例2-9求：光滑螺柱AB所受水平力.已知：解得解：由力偶只能由力偶平衡的性质，其受力图为第37页，本讲稿共38页例2-10 求：平衡时的 及铰链O，B处的约束力.解：取轮,由力偶只能由力偶平衡的性质,画受力图.取杆BC，画受力图.解得 已知解得 第38页，本讲稿共38页
