Transcript 第1章緒論機械力學I
機械力學I 1- 1 第1章 緒論 機械力學I 1- 2 第1章 緒論 機械力學I 第1章 緒論 本書第一冊以剛體力學或稱應用力學(applied mechanics) 為研究範圍，分三部份探討： 1. 靜力學(statics) 2. 運動學(kinematics) 3. 1- 3 運動力學或動力學(kinetics) 機械力學I 第1章 緒論 能改變物體的運動狀態、或使物體產生變形、或有此 種傾向者稱為力(force)。 力依各種不同的觀點可分類為： 1. 依力的作用方式分為 1- 4 機械力學I 2. 依物體受力部位而分為 3. 1- 5 依力的作用而分為 第1章 緒論 機械力學I 第1章 緒論 外力作用於物體時，此物體的運動狀態會發生變化或產 生反作用力皆稱為力的外效應(external effects)。 當外力作用於非剛體或彈性物體上時，物體會產生變形 ，並使材料內部產生內應力以抵抗外力，此種現象稱為 力的內效應(internal effects)。 力的大小、方向、作用點稱為力的三要素。 1- 6 機械力學I 第1章 緒論 凡僅需標明數值大小及單位，而無方向之量，稱為純 量，例如長度、面積、時間、質量等。 若具有大小及單位外，還須表示方向的物理量，同時 亦滿足平行四邊形定律，稱為向量，例如力、位移、 速度、加速度等。 1- 7 機械力學I 1- 8 第1章 緒論 機械力學I 1- 9 第1章 緒論 機械力學I 第1章 緒論 通常向量可分三種 自由向量(free vectors) 若一向量僅具有大小及方向，其作用點或作用線可 以自由決定，不受任何拘束者，稱為自由向量。 1. 滑動向量(sliding vectors) 若一向量具有大小及方向，其作用點可沿向量直線 上平移者，稱為滑動向量。 2. 3. 拘束向量(fixed vectors) 若一向量具有大小及方向外，且作用點固定不能任 意移動者，稱為拘束向量。 1- 10 機械力學I 第1章 緒論 1. MKS制─牛頓(newton)：這是國際單位所採用的系 統，簡稱SI單位。 將一力作用在質量一公斤的物體上，使其產生1公 尺／ 的加速度時，此力稱為1牛頓，即 2. CGS制─達因(dyne) 將一力作用在質量一公克的物體上，使其產生1公 分／ 的加速度時，此力稱為1達因，即 1- 11 機械力學I 第1章 緒論 共線力系 數個力在同平面上方向相同或相反，作用同一直線上， 如圖1.6(a)所示。 2. 同平面共點力系 數個力在同平面上，力的作用線或延長線相交於同一點， 如圖1.6(b)所示。 3. 同平面平行力系 數個力在同平面上，力的作用線互相平行如圖1.6(c)所 示。 4. 同平面不共點不平行力系 數個力在同平面上，力的作用線或延長線不互相平行也 不相交於一點，如圖1.6(d)所示。 1. 1- 12 機械力學I 1- 13 第1章 緒論 機械力學I 第1章 緒論 僅考慮物體為具有質量的點稱為質點(particle)；而若物體 受外力作用時，其形狀大小不會改變者稱為剛體(rigid body)。 作用於剛體之力的作用點，可沿力的作用線，任意改變其 位置，而不改變該力所產生的外效應，稱為力的可傳性 (transmissibility of force)。如圖1.7所示，作用於點的F力， 若不改變其方向及大小，而將其移至作用線上的、兩點， 則物體產生的外效應均相同。但是力的可傳性原理僅適用 於力對剛體的外效應，此種力則為滑動向量。 1- 14 機械力學I 1- 15 第1章 緒論 機械力學I 第1章 緒論 力學原理可以廣泛的運用在生活上，可說如影隨形 息息相關，當我們走路或汽車行駛時，是利用摩擦 力的反作用原理，使我們可以前進，而開門時是利 用力矩原理，在家裡的桌椅、床舖、家電用品，若 擺設得當皆處在靜力平衡狀態，而我們讀書時的坐 姿若不當，使椅子單腳或雙腳支撐，則因重心未落 在支撐面積內，會導致椅子傾倒；洗衣機脫水槽是 利用離心力達到脫水的效果。電風扇風葉及汽車車 輪轉動，是利用圓周不停的轉動達到我們日常所需 的目的。 1- 16