集中力的三要素

实践证明,集中力对物体的作用效果由力的三个要素决定,改变这三个要素中的任何一个,都会改变力对物体的作用效果。因此人们把 力的大小 、 方向和作用点称为集中力的三要素 

(1) 力的大小 :力的大小表明物体间相互作用的强弱程度。在国际单位制中,集中力的基本力的度量单位是牛顿,简称牛(N),工程实际中集中力的常用单位是千牛顿,简称千牛(kN),1 kN=1000 N。

(2) 力的方向 :力的方向包括力的方位和指向两层含义。例如重力的方向是“铅垂向下”,“铅垂”是力的方位,“向下”是力的指向;又如水平推力的方向是“水平向前”,“水平”是力的方位,“向前”是力的指向。力的作用方向不同,对物体产生的效应也不同,如图1-3(a)所示的小球在推力F的作用下,会产生由左向右的运动;而当小球在同一位置受到如图1-3(b)所示同样大小的拉力作用时,则小球的运动方向是由右向左。

图1-3

(3) 力的作用点 :力的作用点是力在物体上的作用位置。实际上当两个力相互作用时,其接触部位总是具有一定的面积,当接触面积与物体相比很小时,可近似看成是一个点,这个点称为力的作用点。集中作用在一点上的力称为集中力,工程中也称为集中荷载,如梁支承在柱子上,对柱子产生的压力为集中荷载;当力的作用区域不能抽象化为一个点时则称为分布力,例如水坝所受的水压力等。

集中力对物体的作用效应还与力的作用点位置有关,如图1-3(c)所示,将木箱子放在桌面上,如果力的作用点位置较低,则木箱子将向前移动;如图1-3(d)所示,如果同样大小和方向的力作用点位置较高,则木箱子将会翻转。

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