
静力学(Statics)是力学的一个分支,专注于研究物体在力系作用下处于平衡状态时的力学规律,即物体保持静止或匀速直线运动的条件。其核心是分析力的合成、分解及平衡方程的应用。
汉英词典释义
平衡条件
物体平衡需满足两个方程:
(来源:《工程力学:静力学》,R.C. Hibbeler)。
工程实践
静力学是土木工程(如桥梁荷载分析)、机械工程(结构设计)的基础。例如,建筑结构中梁的支撑力计算需静力学原理(美国土木工程师协会标准 ASCE 7-22)。
学科分支关系
与动力学(Dynamics)并列构成经典力学,静力学是后者的特例(加速度为零)。《中国大百科全书·力学卷》指出其理论体系始于阿基米德对杠杆的研究。
静力学是力学的一个分支,主要研究物体在静止或匀速直线运动状态下的受力分析及其平衡条件。以下是详细解释:
核心概念
静力学假设物体处于平衡状态,即物体所受合外力为零($sum vec{F} = 0$),且合外力矩为零($sum vec{M} = 0$)。这种状态下的物体不会发生平动或转动加速度。
研究内容
应用领域
静力学广泛应用于土木工程(如桥梁、建筑结构的稳定性设计)、机械工程(机械零件受力分析)和材料科学(材料承载能力计算)。
与动力学的区别
静力学专注于平衡状态,而动力学研究物体在非平衡力作用下的运动规律(如加速度、能量变化)。
公式表达
平衡条件可通过以下方程描述:
$$
sum F_x = 0, quad sum F_y = 0, quad sum F_z = 0
$$
$$
sum M_x = 0, quad sum M_y = 0, quad sum M_z = 0
$$
其中$F$表示力,$M$表示力矩,下标代表三维坐标系中的方向。
静力学为工程设计和理论分析提供了基础工具,尤其在预测结构稳定性时不可或缺。
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