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第三節:結構的強度與穩度　
二.應力與強度
5N
8N
5N
5N
拉力為5N
拉力還是5N
盡管右邊的力是8N，但對結構有拉伸作用的只有5N，剩下的3N只會讓物體運動，對結構沒有拉伸作用。
故拉力必定大小相等、方向相反。
拉力是對結構有拉伸作用的力，而不是讓物體運動的力。這是與物理學中拉力的區別。
外力使構件發生變形的同時，構件內部分子之間隨之產生一種抵抗變形的抵抗力，稱為內力 。
內力，就是用來抵抗外力與變形，并力圖使變形部分復原的力。
左拉力
右拉力
右內力抵抗左拉力
左內力抵抗右拉力
內力如何抵抗外力圖示1
內力如何抵抗外力圖示2
右壓力
左壓力
右內力抵抗左壓力
左內力抵抗右壓力
內力如何抵抗外力圖示3
彎曲力
內力抵抗彎曲力
物理學的拉力
摩擦力
物體在運動之前，摩擦力隨著拉力增大而增大，但達到最大靜摩擦力時，就不會再增大了，如果拉力再增大，物體就會運動。
摩擦力與拉力關系示意圖
外力相當于拉力，內力相當于摩擦力
不發生變形時，內力隨外力增大而增大，但達到一個最大值后，就不會再增大了。內力有一個最大值。此時，如果外力再增大，就會破壞結構。
應力：作用在單位面積上的內力。
δ＝
應力有一個最大值，稱為容許應力。對應最大內力。
當外力大于內力的最大值，或者結構受到的應力大于容許應力時，結構就會被破壞。
結構的最大內力越大，要破壞它所需的外力也就越大，也可以說，它的強度越大。
強度可以通過應力來衡量。
同一截面積，容許應力越大，強度也就越大；容許應力越小，強度也就越小。
如何判斷外力能否破壞結構
1、假設內力等于外力，計算出應力，與容許應力比較，如果大于容許應力，結構會被破壞。
2、由容許應力計算出最大內力，如果外力比最大內力還要大，則結構會被破壞。
已知結構的容許應力為50 N/cm2，截面積為4 cm2，外力沖擊產生的內力為180N，請問結構會被破壞嗎？
（解法1）　180/4＝45 N/cm2，小于容許應力，所以不會被破壞
（解法2）　4*50N/cm2＝200N，外力小于內力的最大值，所以不會被破壞。
一根筷子和一把筷子的故事
古代有幾兄弟經常打架，父親就給他們現身說法：一根筷子容易被人折斷，兩根筷子還是容易折斷，三根筷子有點難……十根筷子就折不斷了。從此，幾兄弟便團結起來。
試解釋，為何一根筷子容易斷，多根筷子不易斷？
答：一根筷子的截面積小，所受應力就大；多根筷子一起，截面積變大了，所受應力就小了
3、答：最細處，此處截面積最小，則所受應力最大。
4、答：鐵質的容許應力比木質的容許應力大。
假設花桿支柱最粗處的直徑為3cm，最細處的直徑為最粗處的一半，外力沖擊所產生的內力為30N，試計算支柱上的最大應力為多少？
　　解：最細處的截面積最小，所受的應力最大，最容易被破壞，是整個支柱最薄弱的地方，所以支柱所能承受的最大應力取決于最細處的應力。
δ＝30/（3.14*0.75*0.75）=16.98 N/cm2

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