Активные силы и реакции связей.

Условимся называть тело свободным, если его перемещения ничем не ограничены. Тело, перемещения которого ограничены другими телами, называется несвободным, а тела, ограничивающие перемещения данного тела, связями. Как уже упоминалось, в точках контакта возникают силы взаимодействия между данным телом и связями. Силы, с которыми связи действуют на данное тело, называются реакциями связей.

Силы, не зависящие от связей, называются активными силами (заданными), а реакции связей - пассивными силами.

В механике принимают следующее положение, называемое иногда принципом освобождаемости: всякое несвободное тело можно рассматривать как свободное, если действия связей заменить их реакциями, приложенными к данному телу.

В статике полностью определить реакции связей можно с помощью условий или уравнений равновесия тела, которые будут установлены в дальнейшем, но направления их во многих случаях можно определить из рассмотрения свойств связей:

Основные типы связей:

1. Если твердое тело опирается на идеально гладкую (без терния) поверхность, то точка контакта тела с поверхностью может свободно скользить вдоль поверхности, но не может перемещаться в направлении вдоль нормали к поверхности. Реакция идеально гладкой поверхности направлена по общей нормали к соприкасающимся поверхностям.

Если тело имеет гладкую поверхность и опирается на острие, то реакция направлена по нормали к поверхности самого тела.

2. Сферический шарнир.

3. Цилиндрическим шарниром называется неподвижная опора. Реакция такой опоры проходит через ее ось, причем направление реакции может быть любым (в плоскости параллельно оси опоры).

4. Цилиндрическая шарнирно – подвижная опора.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ СТАТИКИ.

1.Задача о приведении системы сил: как данную систему заменить другой, в частности наиболее простой, ей эквивалентной?

2.Задача о равновесии: каким условиям должна удовлетворять система сил, приложенная к данному телу, чтобы она была уравновешенной системой?

Первая основная задача имеет важное значение не только в статике, но и в динамике. Вторая задача часто ставится в тех случаях, когда равновесие заведомо имеет место. При этом условия равновесия устанавливают зависимость между всеми силами, приложенными к телу. Во многих случаях с помощью этих условий удается определить опорные реакции. Хотя этим не ограничивается сфера интересов статики твердого тела, но нужно иметь в виду, что определение реакций связей (внешних и внутренних) необходимо для последующего расчета прочности конструкций.