記憶術
[拼音]:shouli fenxi
[英文]:force analysis
將研究物件看作一個孤立的物體並分析它所受各外力特性的方法。外力包括主動力和約束力(見約束)。分析力的特性主要是為確定這些外力的作用點、方向等。例如重力是地球對物體的引力,屬於外加的主動力,作用點在物體的重心,方向鉛垂向下。約束力的大小一般是未知的(除非用測力器作約束體測定其作用力)。有一部分約束的約束力方向是可以確定的。例如繩索的約束力總是拉力,拉緊時方向沿繩;光滑面的約束力總是推力,方向沿該面法線。沿粗糙接觸面的約束力就是摩擦力(見摩擦)。物體將開始運動時,摩擦力達到最大值。如果摩擦係數μ已知,最大靜摩擦力
F
m與法向反力N
N
表示。由牛頓運動定律可知,物體是否平衡由外力確定,物體不平衡時的加速度也由外力確定,都與物體內部相互作用的內力無關。所以求解力學問題時,常有意識地選取某部分作為研究物件,把它看作一個物體,並把它從周圍環境的約束中割開,而加以相應的外力。解除約束後的物體稱為隔離體。畫出隔離體及其所受全部外力的圖稱為受力圖。例如重為G的梯子AB置於光滑的鉛滁a href='http://www.baiven.com/baike/223/310011.html' target='_blank' >骨膠痛植詰乃降孛嬤?圖1),
地面和梯接觸的摩擦力為F,梯子D點和牆體E點間用水平繩拉緊。若把梯子作為隔離體,它的受力圖如圖1所示。其中
T
為繩的張力;G
為梯的重力;N
A為光滑牆的反力;N
B為地面反力;F
為摩擦力。梯子將要滑動時,F達到最大摩擦力μNB,一般情況F<μNB。如果整個物體的受力圖尚不足以達到解題目的(方程個數少於未知力個數),可依物體內部結構的特點,把它拆為兩個隔離體,拆離處的相互作用力滿足作用和反作用定律。從這兩個隔離體的受力圖,可寫出增加的方程數目,以達到解題目的。
例如,圖2的三鉸拱,由於用了兩個固定鉸鏈支座,因此有四個支座反力XA,YA,XB,YB(圖3之a)。由整體列出的三個平衡方程不足以解出這四個未知數。這時可從中間鉸C處將它拆成兩部分,畫出兩個受力圖(圖3之b)。在鉸C處,兩個圖上的XC,YC大小相等、方向相反。這樣,六個未知量XA,XB,XC,YA,YB,YC就可由兩個隔離體的六個平衡方程解出。如拆成兩部分還不能求解,可拆成幾部分。
求物體內部的某個構件的受力大小,更須將構件拆開。例如求桁架杆件內力時,可將杆件截斷,而附以沿杆的力。