当前课程知识点:工程力学(面向船舶工程类专业) > 模块2 静力学基础 > 2-2 力的投影与分解 > 教案
如图1-8(a)所示,刚体上任意一点A作用一个力F,这显然是物体受力最简单的形式。由平行四边形法则可知,F可以认为是F1、F2的合力。同样,也可以认为是F3、F4的合力图1-8(b)。事实上,F可以按这样的方式分解出无数对分力。
在这无数对分力中,一定存在一对相互垂直的分力。这会使我们自然联想到直角坐标系。
显然,如果将刚体放在一个直角坐标系中如图1-8(c)所示。则力F可以用AB表示,则Fx 、Fy是F沿x、y轴方向的分力;也可以说F是Fx 、Fy两个分力的合力。Fx 、Fy是F沿x、y轴方向的投影。分力Fx 、Fy的值分别与力F在同轴上的投影Fx 、Fy相等,力F的分力Fx 、Fy是矢量,作用于A点处;力F的投影是代数量,在坐标轴上,投影方向与坐标轴正向相同时为正,相反为负。
若已知力F的大小及其与x轴所夹锐角α,则有:
Fx=Fcosα
Fy=Fsinα (1-1)
若已知Fx 、Fy值,同理可求出F的大小和方向
(1-2)
根据力在坐标轴上投影的概念,可以求得一个任意力在空间直角坐标轴上的三个投影。如图1-10所示,若已知力F与三个坐标轴x、y、z的夹角分别为α、β、γ时,则F在三个坐标轴上的投影分别为
以上投影方法称为直接投影方法,或一次投影法。
如图1-10所示,若以F为对角线,以三坐标轴为棱边作正六边体,则此正六面体的三条棱边之长正好等于力F在三个轴上投影Fx,Fy,Fz的绝对值。
也可采用二次投影法,如图1-11所式,当空间力F与某坐标轴(如z轴)的夹角γ及力在垂直此轴的面(Oxy面)上的投影与另一坐标轴x的夹角已知时,可先将力F投影到该坐标面内,然后再将力向其他坐标轴上投影,这种投影方法称做二次投影法。如图1-11所示的F力在三个坐标轴上的投影为
反之,当已知力F在三个坐标轴上的投影时,可求出力F的大小和方向
-1-0 模块概要
--学习目标
-1-2 工程力学的概述
--教案
--教学视频:引论
-2-0 模块概要
--学习目标
-2-1 静力学基础知识
--教案
-2-2 力的投影与分解
--教案
-2-3 力矩
--教案
--教学视频:力矩
-2-4 力偶
--教案
--教学视频:力偶
-2-5 力的滑移与平移分析
--教案
-作业01:静力学基础知识
-2-6 工程常见约束分析
--教案
-2-7 构件受力分析
--教案
-2-8【实例分析】- 柴油机活塞连杆系统的受力分析
-作业02:构件的受力分析
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-3-1 平面汇交力系与平面力偶系
--教案
-3-2 平面任意力系
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-作业03:平面力系知识
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-4-2 重心与形心分析
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-作业04:空间力系
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-5-1 材料变形与构件基本变形
--教案
-作业05:构件承载能力分析基础
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-6-1 杆件拉伸与压缩变形特点
--教案
-6-2 拉压杆件横截面上内力分析
--教案
-6-3 拉压杆件的强度分析
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-6-4 拉压杆件的刚度分析
--教案
--拉压杆件刚度分析
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-7-1 轴向载荷作用下材料的力学性能
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-作业07:金属材料的力学性能分析
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-8-3 弯曲变形横截面上应力分析
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-8-4 弯曲变形强度准则与应用
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-作业08:弯曲变形分析
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-作业09:轴向压缩杆件的稳定性
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-10-2 圆轴扭转强度准则与应用
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-10-3 圆轴扭转刚度准则
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-结业考试