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力的概念及效应的分析介绍,

【摘要】:力是人们从长期生产实践中经抽象而得到的一个科学概念。实践表明,力的效应有两种,一种是使物体运动状态发生改变,称为力对物体的外效应;另一种是使物体形状发生改变,称为力对物体的内效应。两个物体间相互接触时总占有一定的面积,力总是分布于物体接触面上各点的。依据力系中各力作用线间的相互关系,又可将力系分为汇交力系、平行力系与任意力系。汇交力系、平行力系是任意力系的两种特殊情形。

力是人们从长期生产实践中经抽象而得到的一个科学概念。例如,当人们用手推、举、抓、掷物体时,由于肌肉伸缩逐渐产生了对力的感性认识。随着生产的发展,人们逐渐认识到,物体运动状态及形状的改变,都是由于其他物体对其施加作用的结果。这样,建立了由感性到理性的力概念:力是物体间相互的机械作用,其作用结果是使物体运动状态或形状发生改变。

实践表明,力的效应有两种,一种是使物体运动状态发生改变,称为力对物体的外效应;另一种是使物体形状发生改变,称为力对物体的内效应。在静力学部分将物体视为刚体,只考虑力的外效应;而在材料力学部分则将物体视为变形体,必须考虑力的内效应。

力对物体作用的效应取决于力的三个要素:力的大小、方向和作用点。

力的作用点是指物体承受力的那个部位。两个物体间相互接触时总占有一定的面积,力总是分布于物体接触面上各点的。当接触面面积很小时,可近似将微小面积抽象为一个点,这个点称为力的作用点,该作用力称为集中力;反之,当接触面面积不可忽略时,力在整个接触面上分布作用,此时的作用力称为分布力。分布力的大小用单位面积上的力的大小来度量,称为载荷集度,用q(N/cm2)表示。

力是矢量,记作F,如图1-1所示。没有固定作用点的矢量称为自由矢量;作用点固定的矢量称为定位矢量;无须表明它的作用点却有固定作用线的矢量,称为滑移矢量。

图1-1 力的矢量表示

依据力系中各力作用线的相互位置,力系可分为空间力系和平面力系。依据力系中各力作用线间的相互关系,又可将力系分为汇交力系、平行力系与任意力系。汇交力系、平行力系是任意力系的两种特殊情形。