重作业的关键，抓住了起重作业的本质问题。这需要我们起重作业者应该具有一定的力学基本知识。
一、质量、重量和重心 1．质量
质量就是物体中含有物质的多少。质量是物体的固有属性，它不随其形状、位置和状态的变化而变化。
质量的法定计量单位是kg(千克)，此外，还有t(吨)、g(克)等。它们之间的关系是
1kg=10-3t =103g
2．重量
人们在日常生活和工作中都有一个最直观的感觉，就是不论是铁球还是乒乓球拿在手中都有质感，这种质感其实就是重量。地球上的物体在地球引力场作用下，受到地球的吸引力，这种物体受到地球的吸引力我们称之为重力，其方向垂直向下(指向地心)。通常将重力的大小称为该物体的重量。重量不是物体的固有属性，它随其在地球上的位置和高度变化而变化。
重量的法定计量单位是N(牛)，此外，还有kN(千牛)。以前还有用kgf(千克力)、tf(吨力)表示，千克力又称公斤力。它们之间的关系是
1kN=103N，1kgf=9 .8N， 1tf=103kgf=9.8×103N 3．质量和重量的计算
(1)质量的计算 质量等于物体的体积乘以密度，即 m =PV
式中 m——物体的质量(kg)； V—物体的体积(m3)； P——物质的密度(ks／m3)。 一般材料的密度，见表2-3。
(2) 重量的计算 重量等于物体的质量乘以重力加速度，即
G=mg
式中 G——物体的重量(N)； m——物体的质量(ks)； g——重力加速度(m／s2)；一般，g=9.8m/s2 如质量为1kg的物体，它的重量为 G=mg=1kg ×9.8m／s2=9.8N
按照以前的习惯，也可以把质量为1kg物体的质量写成 G=mg=1kg×9.8m／s2=9.8N=1kgf(千克力)
即质量为1kg的物体的重量为1ksf，起重行业有时习惯上简称该物体的重量为1kg。所以，现在起重行业上有时习惯上称一个物体的重量为5t或5000kg，实际是指这个物体的重量为5tf或5000kgf。
4．重心和重心计算
物体的重心就是物体上各个部分重力的合力作用点。不论物体怎样放置，物体重心的位置是固定不变的。
在起重作业中，了解和掌握设备的重心是很重要的。重心的位置不仅关系到设备的平衡，而且关系到物体的稳定性。要使起重机械和物体处于平衡位置，必须使其重心处在适当位置。在起重作业中只有保持物体的稳定性，使物体在起吊、运输过程中不倾斜、不运动、不翻转，才能保证安全作业。如吊点未通过物体重心，起吊中或起吊后将发生翻转，发生翻转是很危险的，会酿成事故。
质量均匀，形状有规则的吊件的重心与它的几何中心重合。例如: 粗细均匀的棒重心在其全长的二分之一处。 薄圆板和圆环的重心在圆心处。
正多边形薄板的重心在它的内切圆或外接圆的圆心处。 正方形、长方形、平行四边形薄板的重心在它们的对角线交 球的重心在它的球心处。
三角形薄板的重心在其各边三条中线的交点上。
对形状复杂、材质均匀分布的物体，可以把它分解为若干个简单几何体，确定各个部分重量及其重心位置坐标，然后用下式计算整个物体的重心坐标值
Xc=∑GiXi/G Yc=∑GiYi/G 式中
Xc——整个物体重心在坐标系中的横坐标； Yc——整个物体重心在坐标系中的纵坐标； G——整个物体的总重量； Gi——某单元物体的重量；
Xi——某单元物体在坐标系中的横坐标； Yi——某单元物体在坐标系中的纵坐标。
二、力的基本概念
什么是力?力的物理定义是：力是一个物体对另一个物体的作用。比如起重机起吊重物时，由于力对重物产生了作用，使重物由静止到运动，由低位移至高位，发生了位置变化。
又比如用手拉弹簧时，可使其伸长，当手放松时，弹簧又恢复原状。所以，要改变一个物体的运动状态或形状，就必须有另外一个物体对它产生一种作用，这种作用就是力。
力的三要素：力的大小、方向、力的作用点。它们被称为力的
三要素。三要素中任何一个的改变都将会改变力对物体的作用效果。 力的单位：力的国际单位为N(牛)。
力不能脱离物体而存在，当某一物体受到力的作用时，一定有另一物体对它施加这种作用。物体所受合力为零时，物体相对地球保持静止或作匀速直线运动的状态，称为物体的平衡。
三、滑动摩擦与滚动摩擦的基本知识 1．滑动摩擦的基本知识
两个相互接触的物体，当发生沿接触面的相对滑动或有相对滑动趋势时，彼此间作用着阻碍滑动的力，称为滑动摩擦力。在尚未发生相对滑动时出现的摩擦力叫静摩擦力，在发生相对滑动后出现的摩擦力叫动摩擦力。最大静摩擦力Fmax与重物对支承面的正压力N成正比，即
Fmax／μ0N
式中 μ0——静摩擦系数，μ0的大小与相互接触物体的材料以及它们的表面的情况(光滑、温度、湿度等)有关，与接触面积的大小无关。
(图2-9)
两个相互接触的物体在开始滑动后的摩擦力F，其规律与静摩擦力相似，它的方向与物体滑动的方向相反(图2-9)，其大小F／μN，μ为动摩擦系数，其值略小于静摩擦系数。 各种材料在不同表面接触情况下的静摩擦系数是由实验测得的，常用的有关摩擦系数见表2—4。
2．滚动摩擦的基本知识
如图2—10所示，设有一个半径为R的滚子，其重量为Q,放在水平面上，由于滚子和支承面都不是绝对的刚体，在受力后都会产生变形，所以在滚子与平面接触的地方不是一条直线而是一部分面积ab，法向反力也不是一个集中的力，而是沿面积分布的，并且不是均匀分布的，而是越靠近中间点越大。
当滚子不转动时，分布力的合力——法向反力N是通过中点并且与重力Q作用在一条直线上，重力Q与法向反力N平衡，见图2—10a。
图2—10 滚动摩擦系数分析示意图
若在滚子上作用一个水平力P，则滚子将有向前滚动的趋势或向前滚动，这时支承面将给滚子一个静摩擦力F和法向反力N，由于变形区域dc部分的减小，bc部分的增大，所以法向反力N沿滚子的滚动方向移动了一小段距离d，见图2—10b，由平衡方程式可以得到 ∑X=0 P一F=0 得F=P ∑Y=0 N—Q=0 得N=Q ∑Mc=0 Nd—Ph=0
d= Ph/N
从式中可以看出，d随着P值的增大而增大，当P值增大到使平衡将要破坏而还未破坏的临界状态时，d达到最大值。
根据力的平移定理，在临界状态时把法向反力N移到c点，这时则应附加一个力偶，见图2-10c，其力偶矩M=Nd，因为力偶是阻碍滚子滚动的，所以叫它滚动摩擦力偶．D叫滚动摩擦系数。这个系数一般用δ来表示，它具有力臂的意义，单位为长度单位，一般用cm。
滚动摩擦系数δ在一定条件下与材料的硬度有关，材料硬一些，受载荷作用后变形就小一些，滚动摩擦系数δ也就小；反之，材料软，变形就大，滚动摩擦系数δ也就大。
常用的滚动摩擦系数见表2-5。
四、惯性
静止着的物体仍将保持静止，运动着的物体仍将保持运动。比如，我们在坐公共汽车时，汽车刚刚起动，人都会向后仰去；当汽车突然制动时，人都又会向前冲去。物体运动状态刚刚改变时，这种保持原有运动状态的特性就是惯性。
桥梁装吊作业一般都是在改变物体的运动状态，作业时总伴有物体的惯性。惯性有时是有害的，需要人们主动地想办法解决或抵消惯性，保证作业的正常进行。而有时我们又需要正确地依靠惯性，做好桥梁装吊作业。
五、杠杆原理与应用
杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用，在三千多年以前就有用来捣谷子的舂，用来在井上汲水的桔槔，还有能够做精确称量的天平和杠秤等。在起重作业中杠杆原理得到最广泛、最普遍的运用，可以说一个桥梁装吊工掌握和运用好杠杆原理是最基本的要求。图2—11表示的就是《天工开物》中的杠杆原理应用。
图2—11
杠杆是什么?其实就是一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。为了了解杠杆的作用，我们首先必须熟悉以下几个有关的名词：
支点：杠杆绕着转动的点(图2—12中的O点)。 动力：使杠杆转动的力(图2—12中的F1)。
图2—12
阻力：阻碍杠杆转动的力(图2-12中的F2)。
动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离(图2—12中的L1)。 阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离(图2—12中的L2)。
动力×动力臂=阻力×阻力臂
即 F1L1=F2L2
这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。在生产实践中杠杆原理得到广泛的运用，如图2-13所示是杠杆原理运用举例。
1)动力臂大于阻力臂，即L1>L2，平衡时F1< F2，动力小于阻力，用较小的动力就可以克服较大的阻力，这是省力杠杆，如图2—13a所示。
2)动力臂小于阻力臂，即L1 3)动力臂等于阻力臂，平衡时阻力等于动力，这样的杠杆既不省力也不费力。 省力杠杆的优点是明显的，它既简单又方便，一力撬千斤。但是使用费力杠杆也不是没有好处的。如图2-13b所示的缝纫机踏板，我们已经分析出这是个费力杠杆，脚加在踏板上的力F1比要克服的连杆的阻力F2大，但是脚掌只要向下移动较小的距高，就能使连杆移动较大的距离，虽然费了力，却省了距离，使工作方便。与此相反，省力杠杆虽然省力，但是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，虽然省了力，却费了距离。 图2-13 第三章 桥梁装吊常用的工机具设备