工程机械和结构都是由若干个物体通过一定形式的约束组合在一起,成为物体系统,简称物系。求解物体系统的平衡问题,简称物系的平衡问题。对于这类问题,在受力分析时应注意内力和外力。所谓内力就是物体系统内物体与物体之间的相互作用力;而外力是研究对象以外的其它物体对研究对象作用的力。对于同一物体系统,选不同物体为研究对象时,内力和外力是相对的,是随所选研究对象的不同而改变的。根据作用与反作用定律,内力总是成对出现的,因此在分离体上只画外力而不画内力。
当物体系统平衡时,组成该系统的每一物体都处于平衡,所以,可以取整个系统为研究对象,也可以取其中某个物体或某几个物体为研究对象,这就要根据具体情况以便于求解为原则来适当的选取。因此,如何根据解题的需要正确选取研究对象,就成为求解物体系统平衡问题是一个很重要的问题。
求解物系平衡问题的步骤是:
1) 判断物系是静定问题还是超静定问题。前者可求出全部未知量,后者不可求出全部未知量。
2) 适当选择研究对象,画出研究对象的分离体的受力图。研究对象可以是物系整体、单个物体,也可以是物系中几个物体的组合。
3) 分析各受力图,确定求解顺序。一般来讲,首先求解的对象通常有主动力和未知的约束力共同作用的物体,而且未知力的个数不超过独立方程个数。其次求解的对象也应当符合这个条件,只不过该对象中的部分约束力已经被求解出来了,成为已知力,依次类推。
4) 根据确定的求解顺序,依次列平衡方程求解。
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