静力学
编辑静力学是经典力学的一个分支,它关注作用于物理系统的力和扭矩(也称为力矩)的分析,这些物理系统没有经历加速度(a=0),而是与其环境处于静态平衡。
其中粗体表示具有大小和方向的矢量。 F {\displaystyle {\textbf {F}}} 是作用在系统上的总力,m {\displaystyle m} 是系统的质量,a {\displaystyle {\textbf {a }}} 是系统的加速度。 力的总和将给出加速度的方向和大小,并且与质量成反比。
力量的总和,其中之一可能是未知的,允许发现未知。 因此,当处于静态平衡时,系统的加速度为零,系统要么处于静止状态,要么其质心以恒定速度移动。
这里,M {\displaystyle {\textbf {M}}} 是作用在系统上的所有力矩的总和, I {\displaystyle I} 是质量的惯性矩,而 α {\displaystyle \ alpha } 系统的角加速度;
力矩的总和,其中一个可能是未知的,可以找到未知的。这两个方程可以一起用于求解作用在系统上的多达两个载荷(力和力矩)。
根据牛顿xxx定律,这意味着系统各部分的合力和净扭矩为零。 等于零的净力被称为平衡的xxx条件,等于零的净力矩被称为平衡的第二条件。
历史
编辑阿基米德(公元前 287 年至公元前 212 年)在静力学方面做了开创性的工作。后来在静力学领域的发展可以在 Thebit 的著作中找到。
载体
编辑标量是只有大小的量,例如质量或温度。 矢量具有大小和方向。 有几种符号来标识向量,包括:
- 粗体字 V
- 带下划线的字符 V
- 上面有箭头的字符 V → {\displaystyle {\overrightarrow {V}}} 。
使用平行四边形定律或三角形定律添加矢量。 向量包含正交基中的分量。 按照惯例,单位向量 i、j 和 k 分别沿 x、y 和 z 轴。
力
编辑力是一个物体对另一个物体的作用。 力可以是推力也可以是拉力,它倾向于使物体沿其作用方向移动。 力的作用以其大小、作用方向和作用点为特征。 因此,力是一个矢量,因为它的效果取决于方向和作用的大小。
力分为接触力或体积力。 直接物理接触会产生接触力; 一个例子是支撑表面施加在身体上的力。 体积力是由于物体在力场(例如重力场、电场或磁场)中的位置而产生的,并且与与任何其他物体的接触无关。 体力的一个例子是物体在地球引力场中的重量。
力矩
编辑除了倾向于在其施加的方向上移动物体外,力还可能倾向于使物体绕轴旋转。 轴线可以是既不与力的作用线相交也不平行的任何线。 这种旋转趋势被称为力矩 (M)。 力矩也称为扭矩。
关于一个点的时刻
O点力矩的大小,等于O点到F作用线的垂直距离乘以力的大小:M=F·d,其中
F = 施加的力 d = 从轴到力作用线的垂直距离。 这个垂直距离称为力臂。
力矩的方向由右手定则给出,其中逆时针 (CCW) 为页面外,顺时针 (CW) 为页面内。 力矩方向可以通过使用规定的符号约定来说明,例如逆时针力矩的加号 (+) 和顺时针力矩的减号 (-),反之亦然。 力矩可以作为向量加在一起。
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