工程力学第2版教学课件作者王培兴第五章平面一般力系课件.pptx

第五章　平面一般力系第一节　力的平移定理第二节　平面一般力系向作用面内一点的简化第三节　平面一般力系的平衡第四节　物体系统的平衡第一节　力的平移定理图　5-1第一节　力的平移定理图　5-2第二节　平面一般力系向作用面内一点的简化一、平面一般力系向平面内一点的简化图　5-3二、 固定端支座第二节　平面一般力系向作用面内一点的简化图　5-??4(2)MO=∑MO(F)=(150×22×0.1+200×55×0.2-200×0.08)N·m第二节　平面一般力系向作用面内一点的简化图　5-5三、平面一般力系的简化结果讨论1.平面一般力系简化为一个力偶的情形：FR′=0,MO≠0第二节　平面一般力系向作用面内一点的简化2.平面一般力系简化为一个合力的情形(1)FR′≠0,MO=0　此时一个作用在点O的力FR′与原力系等效。(2)FR′≠0,MO≠0(图5-??6a)　此时，将矩为MO的力偶用两个力FR和″表示，并令FR= FR′=- ″ (图5-??6b)。第二节　平面一般力系向作用面内一点的简化图　5-??63.平面一般力系平衡的情形: FR′=0,MO=0四、平面一般力系的合力矩定理第二节　平面一般力系向作用面内一点的简化第二节　平面一般力系向作用面内一点的简化第二节　平面一般力系向作用面内一点的简化第二节　平面一般力系向作用面内一点的简化图　5-7(2)合力的大小和方向与主矢相同。第二节　平面一般力系向作用面内一点的简化解得第三节　平面一般力系的平衡一、平面一般力系的平衡条件和平衡方程图　5-??8第三节　平面一般力系的平衡(2)画受力图。(3)列平衡方程。解得图　5-9第三节　平面一般力系的平衡图　5-10解得第三节　平面一般力系的平衡图　5-11二、平面平行力系的平衡方程第三节　平面一般力系的平衡图　5-12第四节　物体系统的平衡图　5-13(2)再以轮O为研究对象。第四节　物体系统的平衡解得FOx=-Ftanα图　5-14第四节　物体系统的平衡解得FB=9kN图　5-15第四节　物体系统的平衡(1)以DB杆为研究对象，画出受力图，如图5-15b所示，图中FN1、FN2分别为CD杆和EF杆对DB的作用力，并假设杆件受拉。解得FN2=-2FN1(2)以AE杆为研究对象，受力如图5-15c所示。图　5-16第四节　物体系统的平衡解上面各式可得(2)取杆AB作为研究对象(这样才能显示出BC杆的内力)，AB杆的受力图如图5-16c所示。复习思考题1.如图5-17所示，司机操作转向盘驾驶汽车时，可用双手对转向盘施加一力偶，也可用单手对转向盘施加一个力。图　5-17第四节　物体系统的平衡2.如图5-18所示为一小船横断面示意图。图　5-183.简化中心的选取对平面力系的简化的最后结果是否有影响？为什么？第四节　物体系统的平衡4.如图5-19所示作用在物体上的一般力系：F1 、F2、F3、F4各力分别作用于A、B、C、D四点，且画出的力多边形刚好闭合，问该力系是否平衡？为什么？5.如图5-20所示，当球拍的力作用在乒乓球边缘点时，该球将作何种运动？① 沿方向作直线运动。② 作旋转运动。③ 同时作直线运动和顺时针方向旋转。④ 同时作直线运动和逆时针方向旋转。图　5-19第四节　物体系统的平衡6.如图5-21所示，梁由三根链杆支承，求约束反力时，应用平衡方程∑MA(F)=0、∑MB(F)=0和∑MC(F)=0或∑MA(F)=0、∑MC(F)=0和∑Fy=0能否求出？为什么？7.三铰刚架的AC段上作用一力偶，其力偶矩为M(图5-22)，当求A、B、C约束反力时，能否将M移到右段BC上？为什么？图　5-21第四节　物体系统的平衡8.已知平面一般力系向某点简化得到一个合力，试问能否选一适当的简化中心，把力系简化为一个合力偶？反之，如平面一般力系向一点简化得到一个力偶，能否选一适当的简化中心，使力系简化为一个合力？为什么？9.已知一不平衡的平面力系在x轴上的投影代数和为零，且对平面内某一点之矩的代数和为零，试问该力系简化的最后结果如何？10.如图5-23所示，平面力系中F1＝ F2＝F3＝F4，且各夹角均为直角，试将力系由点A向点B简化。11.如图5-24所示平行力系，如选取的坐标系的y轴不与各力平行，则平面平行力系的平衡方程是否可写出∑Fx=0、∑Fy=0、∑MO(F)=0三个独立的平衡方程？为什么？第四节　物体系统的平衡图　5-2312.某厂房柱，高9m，柱上段BC重F1=8kN,下段CO重F2=37kN，第四节　物体系统的平衡柱顶水平力F3=6kN，各力作用位置如图5-25所示。13.如图5-26所示铰盘，有三根长度为l的铰杠，杠端各作用一垂直于杠的力F。图　5-25第四节　物体系统的平衡14.不平衡的平面一般力系，已知∑Fx=0，且∑MO(F)