Загальні поняття статики

Статика – це розділ теоретичної механіки, в якому вивчаються умови рівноваги матеріальних об’єктів (тіл) під дією прикладених сил та методи еквівалентного перетворення систем сил, приведення їх до простішого вигляду.

Під рівновагою розуміють стан спокою або рівномірний, прямолінійний і поступальний рух по відношенню до нерухомої системи координат.

Уся різноманітність матеріальних об’єктів моделюється в теоретичній механіці матеріальною точкою, системою матеріальних точок та абсолютно твердим тілом.

Матеріальною точкою називають просту модель матеріального об’єкта, розміри якого настільки малі, що ними можна нехтувати при вивченні того чи іншого руху. Тобто – це геометрична точка, яка має масу.

Система матеріальних точок – це сукупність матеріальних точок,рух і положення кожної з яких залежить від руху і положення всіх інших.

Абсолютно твердим тілом (надалі твердим тілом ) називають систему матеріальних точок, відстані між якими залишаються весь час незмінними. Будемо називати вільним таке тверде тіло, на переміщення якого не накладено ніяких обмежень.

Сила – це векторна величина, яка є мірою механічної взаємодії між матеріальними об’єктами. Вона характеризується модулем, напрямом і точкою прикладання. Точка прикладання сили і її напрям визначають лінію її дії. Сили зображають направленими відрізками прямих. На рис. 1.1 показана сила , прикладена в точці А, а MN – лінія дії сили. Надалі позначатимемо сили літерами латинського алфавіту зі знаком вектора: , а їх величини (модулі) тими ж літерами без позначки вектора, або з використанням знаку модуля: чи

За одиницю сили в системі СІ прийнято 1 Ньютон; . Часто використовують кратні одиниці сили: і .

Системою сил називають сукупність декількох сил, що діють на одне тіло або на систему тіл. Системи сил можуть бути просторовими (окремі сили системи довільно розташовані у просторі) і плоскими (всі сили системи діють в одній певній площині).

Еквівалентними називають такі дві системи сил, які, діючи окремо на вільне тверде тіло, однаково змінюють його кінематичні характеристики (швидкість, напрямок руху і та. ін.). Умова еквівалентності двох систем сил і виражається у формі

Зрівноваженою називають таку систему сил, яка не змінює кінематичного стану твердого тіла. Така система сил еквівалентна нулю:

Рівнодіючою силою даної системи сил називають таку силу, дія якої на тверде тіло або матеріальну точку еквівалентна дії цієї системи сил, тобто

Якщо система сил має рівнодіючу, то сила , яка дорівнює рівнодіючій за модулем і направлена вздовж тієї ж лінії дії в протилежному напрямку, називається врівноважуючою. Додавання врівноважуючої сили до системи сил робить одержану нову систему сил зрівноваженою:

, Q)~0.

Надалі переконаємося, що не всяка система сил має рівнодіючу і врівноважуючу сили. Є системи сил, які не знаходяться в рівновазі і не еквівалентні одній силі.

Поиск по сайту: