靜力學
編輯靜力學是經典力學的一個分支,它關注作用于物理系統的力和扭矩(也稱為力矩)的分析,這些物理系統沒有經歷加速度(a=0),而是與其環境處于靜態平衡。
其中粗體表示具有大小和方向的矢量。 F {\displaystyle {\textbf {F}}} 是作用在系統上的總力,m {\displaystyle m} 是系統的質量,a {\displaystyle {\textbf {a }}} 是系統的加速度。 力的總和將給出加速度的方向和大小,并且與質量成反比。
力量的總和,其中之一可能是未知的,允許發現未知。 因此,當處于靜態平衡時,系統的加速度為零,系統要么處于靜止狀態,要么其質心以恒定速度移動。
這里,M {\displaystyle {\textbf {M}}} 是作用在系統上的所有力矩的總和, I {\displaystyle I} 是質量的慣性矩,而 α {\displaystyle \ alpha } 系統的角加速度;
力矩的總和,其中一個可能是未知的,可以找到未知的。這兩個方程可以一起用于求解作用在系統上的多達兩個載荷(力和力矩)。
根據牛頓xxx定律,這意味著系統各部分的合力和凈扭矩為零。 等于零的凈力被稱為平衡的xxx條件,等于零的凈力矩被稱為平衡的第二條件。
歷史
編輯阿基米德(公元前 287 年至公元前 212 年)在靜力學方面做了開創性的工作。后來在靜力學領域的發展可以在 Thebit 的著作中找到。
載體
編輯標量是只有大小的量,例如質量或溫度。 矢量具有大小和方向。 有幾種符號來標識向量,包括:
- 粗體字 V
- 帶下劃線的字符 V
- 上面有箭頭的字符 V → {\displaystyle {\overrightarrow {V}}} 。
使用平行四邊形定律或三角形定律添加矢量。 向量包含正交基中的分量。 按照慣例,單位向量 i、j 和 k 分別沿 x、y 和 z 軸。
力
編輯力是一個物體對另一個物體的作用。 力可以是推力也可以是拉力,它傾向于使物體沿其作用方向移動。 力的作用以其大小、作用方向和作用點為特征。 因此,力是一個矢量,因為它的效果取決于方向和作用的大小。
力分為接觸力或體積力。 直接物理接觸會產生接觸力; 一個例子是支撐表面施加在身體上的力。 體積力是由于物體在力場(例如重力場、電場或磁場)中的位置而產生的,并且與與任何其他物體的接觸無關。 體力的一個例子是物體在地球引力場中的重量。
力矩
編輯除了傾向于在其施加的方向上移動物體外,力還可能傾向于使物體繞軸旋轉。 軸線可以是既不與力的作用線相交也不平行的任何線。 這種旋轉趨勢被稱為力矩 (M)。 力矩也稱為扭矩。
關于一個點的時刻
O點力矩的大小,等于O點到F作用線的垂直距離乘以力的大小:M=F·d,其中
F = 施加的力 d = 從軸到力作用線的垂直距離。 這個垂直距離稱為力臂。
力矩的方向由右手定則給出,其中逆時針 (CCW) 為頁面外,順時針 (CW) 為頁面內。 力矩方向可以通過使用規定的符號約定來說明,例如逆時針力矩的加號 (+) 和順時針力矩的減號 (-),反之亦然。 力矩可以作為向量加在一起。
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