Transcript 機械力學緒論

第一章
緒論
1-1
力學的種類
1-2
力的觀念
1-3
向量與純量
1-4
力的單位
1-5
力系
1-6
力的可傳性
1-7
力學與生活
總目次
4 -1
1-1 力學的種類
1.應用力學
2.材料力學
3.流體力學
回目次
4 -2
1-1 力學的種類
應用力學
1.靜力學
研究物體在平衡狀態下之受力作用及反應，著重在力
的平衡條件。物體平衡時，即靜止（靜態平衡），或作等
速直線運動（動態平衡）。
2.運動學
研究物體運動狀態之改變（如位移、速度、加速度）
而不考慮影響運動之因素的科學。
3.動力學
研究物體運動狀態之改變及其改變之因素，著重在分
析與運動之關係；也就是力、時間、空間與質量的關係。
回目次
4 -3
1-1 力學的種類
材料力學
將物體視為彈性體，係研究物體受力作用後其
內部所產生內效應及變形間關係之科學。
回目次
4 -4
1-2 力的觀念
1.力之特性
2.力之種類
3.力的效應
4.力的三要素
回目次
4 -5
1-2 力的觀念
1.力之特性
凡一種外來之作用能改變物體的靜止或運動
狀態，或使之變形，或有發生此種改變趨勢者，
稱為力（force）。如圖所示。
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4 -6
1-2 力的觀念
2.力之種類
回目次
4 -7
1-2 力的觀念
2.力之種類
回目次
4 -8
1-2 力的觀念
2.力之種類
回目次
4 -9
1-2 力的觀念
3.力的效應
力作用於物體上時，常發生內、外兩種效應。
(1)外效應
剛體受力作用而改變其運動狀態，或產生反作用
力，稱為力的外效應，為應用力學所研究之問題，
如移動、轉動、支撐反力、反力矩等。
(2)內效應
非剛體受力作用而產生變形及內應力，稱為力的
內效應，為材料力學所研究之問題， 如剪力、軸向
力、彎矩、扭矩等。
回目次
4 - 10
1-2 力的觀念
4.力的三要素
力的表示方法
回目次
4 - 11
1-3 向量與純量
1.向量
2.純量
回目次
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1-3 向量與純量
1.向量
(1)自由向量
回目次
4 - 13
1-3 向量與純量
1.向量
(2)滑動向量
回目次
4 - 14
1-3 向量與純量
1.向量
(3)固定向量
回目次
4 - 15
1-3 向量與純量
2.純量
只有大小及單位而無方向之物理量，稱
之為純量或稱無向量。
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1-4 力的單位
1.絕對單位
2.重力單位
3.常見單位
回目次
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1-4 力的單位
1.絕對單位
以長度、質量、時間為基本量所制定之單
位，多使用在理論及公式探討。
(1) C.G.S.制－達因（dyne）
使質量1公克的物體，產生1公分／秒2之加速
度時，所需力的大小稱為1達因，即
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1-4 力的單位
1.絕對單位
(2) M.K.S.制－牛頓（Newton）
使質量1公斤的物體，產生1公尺／秒2之加速度
時，所需力的大小稱為1牛頓，即
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1-4 力的單位
2.重力單位
以長度、重量、時間為基本量所制定之單位，
多使用在工程的計算上。
(1) C.G.S.制－公克重（gw）
即質量1公克的物體，在緯度45°的海平面上所受地
心引力之大小，稱為1公克重。
(2) M.K.S.制－公斤重（kgw）
即質量1公斤的物體，在緯度45°的海平面上所受地
心引力之大小，稱為1公斤重。
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1-4 力的單位
2.重力單位
【註】目前工業上，力所採用的單位，在國際公制
（SI）及國際標準（ISO）均以「牛頓」為主，也
是未來趨勢，只有少數歐美國家尚採用F.P.S.制－
磅重（lbf）。
使質量1磅的物體，產生32.2呎／秒2之加速度
時，所需力的大小，稱為1磅重。
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1-4 力的單位
3.常見單位
回目次
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1-5 力系
1. 依平衡狀態而分
2.依作用空間而分
3.等值力系
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1-5 力系
1.依平衡狀態而分
(1)平衡力系：
當一力系對原來物體不發生運動效應時，稱為
平衡力系。
(2)不平衡力系：
當一力系會改變原來物體之運動效應時，稱為
不平衡力系。
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1-5 力系
2.依作用空間而分
回目次
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1-5 力系
3.等值力系
當一力系與另一力系，對同 一物體所產生
之外效應完全相同時 ，則兩者互為等值力系或
稱等效力系。
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1-6 力的可傳性
作用於剛體之力，可沿力之作用線前後移
動，而不會改變力所產生的外效應，即稱為力
的可傳性原理。
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1-7 力學與生活
力學的應用歷史久遠，如斜面、槓桿、滑
輪、螺旋、輪軸等簡單機械，能節省勞力的付
出，給人類生活提供了許多便利。
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