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2015-03-06 16:19 來自網(wǎng)絡(luò) 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
靜力學(xué)(statics)是研究作用于物體上力系的平衡條件的力學(xué)分支學(xué)科。力系指作用在物理論力學(xué)體上的一群力。平衡指物體相對慣性參考系保持靜止或作等速直線運動。在靜力學(xué)中,將與地球固結(jié)的參考系取作慣性參考系可滿足一般工程所需的精度要求。靜力學(xué)研究的主要問題有三個。①物體的受力分析,即分析物體共受幾個力以及各力的作用點及方向。②力系的簡化,即用一個簡單的力系等效地替換一個復(fù)雜的力系。③力系的平衡條件,即力系與零力系等效的條件,此平衡條件用方程的形式表示時,稱為力系的平衡方程。如匯交力系的平衡條件是各力的合力為零,平衡方程則為各力在坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和為零,即∑Fx=0,∑Fy=0,∑Fz=0矢量力學(xué)中主要研究作用于剛體上的力系平衡,故這一部分又稱為剛體靜力學(xué),又因處理的是力、力矩等矢量的幾何關(guān)系,故又稱幾何靜力學(xué)。分析力學(xué)則研究任意質(zhì)點系的平衡,給出作用于任意質(zhì)點系上的力系平衡的充要條件,即虛功原理,又稱分析靜力學(xué)。靜力學(xué)的研究方法是從幾條基本公理或原理出發(fā),經(jīng)過數(shù)學(xué)演繹推導(dǎo)出各種結(jié)論。
剛體是實際物體的簡化與抽象,工程中構(gòu)件的變形影響可以忽略時,可應(yīng)用剛體靜力學(xué)的理論。如設(shè)計橋梁桁架中各桿件的截面面積時,首先在規(guī)定載荷下用剛體靜力學(xué)的平衡方程求出支座的約束力及各桿的內(nèi)力,然后才能進(jìn)行強(qiáng)度、剛度分析與設(shè)計,對變形體(彈性體、塑性體、流體等)的平衡問題,除了考慮力和力矩的平衡條件,還要結(jié)合介質(zhì)的變形特性。用分析靜力學(xué)研究變形體平衡時形成的能量法,在解決工程技術(shù)問題時也獲得了廣泛的應(yīng)用。
靜力學(xué)的理論在動力學(xué)中也有重要應(yīng)用。分析靜力學(xué)中的虛功原理與達(dá)朗貝爾原理相結(jié)合給出動力學(xué)普遍方程,它是推導(dǎo)非自由質(zhì)點系各種運動微分方程的基礎(chǔ)。
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