一、自由体和非自由体
可以自由运动、位移不受任何限制的物体称为自由体.如抛出的石块、飞行的小鸟就是自由体。
自由体
位移受到某些限制的物体,称为非自由体或受约束物体.如单摆的摆球沿摆线伸长方向的位移受到摆线的限制,摆球就是非自由体;沿光滑斜面滑动的物体垂直向着斜面方向的位移受到斜面的限制而不能发生，这个物体就是非自由体.
非自由体
二、约束与约束反力
我们把加在非自由体上使位移受到限制的外部条件，称为约束.约束是由与非自由体接触的其它物体构成的，通常把构成约束的其它物体也称为约束，如摆线是对摆球的约束，斜面是对在其上滑动的物体的约束。在一 般力学问题中，常把约束视为刚性的,也就是说，把构成约束的物体视为不变形的，如不可伸长的绳的约束.不变形的斜面的约束等.
由于约束与物体接触并限制物体在某些方向的位移，因此在一般情况下，物体与约束之间存在着相互作用.把约束施加在受约束物体上的力称为约束反力或约束力，这是一种接触力.约束反力的方向总是与约束所阻挡(或限制)的位移方向相反.如摆球受摆线的约束反力(即张力)沿绳方向背离物体;光滑斜面对物体施加的约束反力(即支持力)垂直斜面指向物体.
约束反力
约束反力一般是未知的，它与作用在物体上的其它力以及物
体的运动状态有关，而且， 单靠约束反力不能引起物体的任何运动,所以约束反力常称为被动力，与此相比较,有自身确定规律的力称为主动力，重力(W =mg)、弹簧的弹性力(F= - Kx)以及作用于物体的已知力(如负荷)等属于主动力.
三、常见的约束及约束反力方向
常见的约束有以下几种
1.不可伸长的绳(或链)的约束。 约束反力即为绳的拉力,方向沿绳背离受约束物体。
2.光滑面约束。约束反力与接触面垂直,指向被约束的物体.
3.粗糙面约束。约束反力R与接触面法线成一角度φ，如图1-2 所示，约束反力R沿法线的分量N,称为法向约束反力,通常称为正压力;约束反力沿接触面切线的分量f,称为切向约束反力，即支承面加于物体的摩擦力.
粗糙面约束
4.光滑圆柱铰链的约束。两个物体(零件)被钻上同样大小的孔,然后,用圆柱形销钉连接起来,这种约束称为圆柱铰链约束。
光滑圆柱铰链的约束
如果不计孔和销钉的摩擦，则为光滑圆柱铰链约束，如果由销钉连接的一个物体A固定,则这个物体称为固定铰链支座、另一物体B可以绕销钉的轴线转动，而不能在垂直于销钉轴线的方向发生位移.在光滑铰链约束情况下，固定铰链支座A通过销钉作用于B的约束力,总是沿着销钉与B物上圆孔的接触点的法线.但由于不能预先知道钉与孔在何点接触，也就不能预先确定约束力的方向、所以固定铰链支座的约束力R的大小和方向(用角θ表示)都是未知的.通常由它沿二已知方向的二正交分量Rz和Ry来表示.
θ由正交分量Rz和Ry来表示
如果支座A可以在光滑支承面.上滑动(或滚动)，称为活动铰链支座,.在这种情况下,由于支承面对支座A的约束力与支承面垂直,根据A的平衡条件知，B施于A的力亦与支承面垂直,所以活动支座A通过销钉反作用于物体B上的约束力R应与支承面垂直.
活动铰链支座约束力R应与支承面垂直.
活动铰链支座约束力R应与支承面垂直
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