靜力學(xué)基本公理、約束與約束力

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7 L5 t: K) T; _4 B8 F) z* |公理一：二力平衡公理

作用于同一剛體上的兩個(gè)力平衡的必要與充分條件是：力的大小相等，方向相反，作用在同一直線上。

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在兩個(gè)力作用下處于平衡的物體稱為二力體，若物體是構(gòu)件或桿件，也稱二力構(gòu)件或二力桿件，簡(jiǎn)稱二力桿。
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) U# H  W4 H. ?3 Y/ q) v, V# a3 p公理二：加減平衡力系公理

( z& @) z- C8 I4 L8 B8 Y在作用于剛體的任意力系中，加上或減去平衡力系，并不改變?cè)�力系�?duì)剛體作用效應(yīng)。

7 S) U) @3 u: u0 Y  [  O' m9 {2 ~6 |力的可傳性原理

作用于剛體上的力可以沿其作用線移至剛體內(nèi)任意一點(diǎn)，而不改變?cè)摿��?duì)剛體的效應(yīng)。由此可知，作用于剛體上的力是滑移矢量，因此，作用于剛體上力的三要素為：大小、方向和作用線。
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公理三：力的平行四邊形法則
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, D6 G6 v: ^5 l作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可以合成為作用于該點(diǎn)的一個(gè)合力，它的大小和方向由以這兩個(gè)力的矢量為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來(lái)表示。在求該點(diǎn)兩個(gè)力的合力時(shí)，我們常采用力的三角形法則，如圖b所示。
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三力平衡匯交定理
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剛體受同一平面內(nèi)互不平行的三個(gè)力作用而平衡時(shí)，則此三力的作用線必匯交于一點(diǎn)。

9 H( c  c2 i$ U! u; `& \公理四：作用與反作用公理
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1 K6 u" L% d8 t: P( X' s1 V兩個(gè)物體間相互作用力總是同時(shí)存在，它們的大小相等，指向相反，并沿同一直線分別作用在這兩個(gè)物體上。

; ]/ C, x5 \7 @& [# }* R, d公理五：剛化原理
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變形體在已知力系作用下平衡時(shí)，若將此變形體視為剛體（剛化），則其平衡狀態(tài)不變。

二、約束與約束反力

! ]9 b# q8 s3 Z工程上所遇到的物體通常分兩種：

• 可以在空間作任意運(yùn)動(dòng)的物體稱為自由體，如飛機(jī)、火箭等；
• 受到其它物體的限制，沿著某些方向不能運(yùn)動(dòng)的物體稱為非自由體。如懸掛的重物，因?yàn)槭艿嚼K索的限制，使其在某些方向不能運(yùn)動(dòng)而成為非自由體，這種阻礙物體運(yùn)動(dòng)的限制稱為約束。
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既然約束阻礙物體沿某些方向運(yùn)動(dòng)，那么機(jī)械設(shè)計(jì)聯(lián)盟小編覺(jué)得當(dāng)物體沿著約束所阻礙的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，約束對(duì)其必然有力的作用，以限制其運(yùn)動(dòng)，這種力稱為約束反力，簡(jiǎn)稱反力。約束反力的方向總是與約束所能阻礙的物體的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，它的作用點(diǎn)就在約束與被約束的物體的接觸點(diǎn)，大小可以通過(guò)計(jì)算求得。

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工程上通常把能使物體主動(dòng)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力稱為主動(dòng)力。通常主動(dòng)力是已知的，約束反力是未知的，它不僅與主動(dòng)力的情況有關(guān)，同時(shí)也與約束類型有關(guān)。
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5 Q- X- q/ q$ Z" e: W# j" ~工程實(shí)際中常見(jiàn)的幾種約束類型及其約束反力的特性：
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