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 > 2-5 力的滑移与平移分析 > 教案
作用于刚体上的某点的力,可沿其作用线滑移到该刚体上任一点,而不会改变力对刚体的作用效应,即为力的可传性原理(亦称力的滑移性)。
由实践可知,以同样大小的水平力在车后A点推车与在车前B点拉车,效果是一样的,如图1-24所示。
由力的滑移性可知,对于刚体而言可不注重力的作用点,所以“力的三要素”亦可称为“力的大小、力的方向、力的作用线”(简称为力值、方向、力线)。
但是,力的可滑移性只是对刚体才成立。或者说,是在只研究力对物体的运动效应时才成立,而在研究物体的变形效应时是不成立的。如图1-25(a)所示,一根可变形直杆在承受一对平衡力F1、F2时,直杆可产生拉伸变形;如果把左边点的力F1滑移到右边点,把右边点的力F2滑移到左边点,如图1-25(b)所示,直杆将产生压缩变形。
另外,力在滑移时,只能在同一刚体内滑移,切不可将力由一个刚体滑移到另外一个刚体上。
前面已经讲过,作用在刚体上的力可以对任一点产生力矩作用。实验证明,一个不受其他约束来的刚体,只有通过其质心的力,才会使刚体产生单纯的移动,否着,刚体就会一边移动,一边转动,这是为什么?这其中蕴含了什么道理呢?
如图1-26(a)所示,C为刚体质心,A点作用一力F据加减平衡力系公理知,若在C点处加一对大小等于F力值、作用线与F平行的平衡力F′、F″,则刚体状态不变。如图1-26(b)示。
显然,为F与F′可以构成一对力偶。且可知是力偶距值等于原力F对C点之距,即,M=mC(F)= F·d,(本问题中为正,实际也可能负)。这个力偶通常称为附加力偶。
于是,原来作用在A点的力F就与作用在质心C点的力F″及附加力偶M的联合作用等效。如图1-26(c)示。这就是刚体边移动边转动的原因。
上述结果可以推广为一般结论:作用在刚体上的力可以向平面内任意点平移,平移后除了有一平移力之外,还会产生一个附加力偶,附加力偶的力偶矩值等于力在原位置对平移点的力矩。也就是说,平移前的一个力对刚体的效应,与平移后的一个平移力和一个力偶对刚体的联合效应相等效。这就是力的平移定理(即力的平移性)。
有了这个定理,作用在刚体上的力,就可以在刚体内任意平行移动了,这个意义十分重大。
-1-0 模块概要
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-1-2 工程力学的概述
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-2-2 力的投影与分解
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-2-3 力矩
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--教学视频:力矩
-2-4 力偶
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--教学视频:力偶
-2-5 力的滑移与平移分析
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-2-6 工程常见约束分析
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-作业02:构件的受力分析
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-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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-6-2 拉压杆件横截面上内力分析
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-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
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--拉压杆件刚度分析
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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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