在生产实际中,有时需要运用力学知识对机构、机械零件及被加工的工件进行受力分析和计算。例如:在技术革新中将轮齿尺寸、轴或螺栓的直径选得太小,轮齿、轴或螺栓就容易断裂;吊运重物时,如将钢丝绳选得太细或角度不当,就会将钢丝绳拉断,甚至造成重大设备或工伤事故;在装夹工件时,如对夹紧力的作用点选择不当,就会引起工件的严重变形,甚至使工件报废;车削细长轴时,车刀主偏角选得不合理,就会加大吃刀抗力,引起剧烈的振动。所以,掌握一些力学的基本知识和计算方法是必要的。
力的三要素由日常经验可知,当人推车时,可使车子由静止转为运动;手拉弹簧,可使弹簧伸长。这些都离不开力的作用。力是物体对物体的机械作用,力的作用效果是使物体改变运动状态或使物体产生变形。所以力不能脱离实际物体而存在。在研究物体受力时,必须分清哪是受力物体,哪是施力物体。由经验知道,力对物体的作用效果完全决定于它的三个要素,即:力的大小、力的方向、力的作用点。这三个要素中,任何一个改变时,力对物体的作用效果也随之改变。小为了测定力的大小,必须确定力的单位。按我国统一实行的计量单位(以国际单位制SI为基础),力的单位是牛[顿],符号是N,有时也用千牛[顿)作单位,符号是kN。
牛[顿)和工程单位制中千克力(kgf)的换算关系是1kgf=980665N~10N力是具有大小和方向的量,所以是矢量。力的三要素可用带箭头的有向线段(矢线)表示,线段的长度(按一定比例尺画)表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点。通过力的作用点,沿力的方向所画的直线,称为力的作用线。
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