Предмет статики. Основные понятия и определения
Статика – раздел механики, в котором изучаются методы преобразования систем сил в эквивалентные системы и устанавливаются условия равновесия сил, приложенных к твёрдому телу.
Равновесие – такое механическое состояние тела, при котором оно находится в состоянии покоя или движется прямолинейно и равномерно.
Все тела в природе взаимодействуют между собой и с окружающей средой.
Сила – векторная величина, характеризующаяся величиной (модулем силы), направлением и точкой приложения.
Система тел – совокупность тел, каким-либо образом связанных между собой.
Внутренние силы – силы, с которыми тела данной системы взаимодействуют друг с другом.
Внешние силы – силы, с которыми тела, не входящие в систему, взаимодействуют с телами данной системы.
Аксиомы статики
А1(1 з-н Ньютона) Аксиома инерции:
Тело сохраняет первоначальное состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока другие тела не выведут его из этого состояния.
А2 (3 з-н Ньютона) Аксиома взаимодействия:
Силы взаимодействия 2 тел равны по величине и направлены по одной прямой в противоположные стороны.
А3 Условия равновесия двух сил:
Для равновесия тела, находящегося под действием 2 сил, необходимо и достаточно, чтобы эти силы были равны по величине и направлены по одной прямой в противоположные стороны.
А4 Аксиома присоединения:
Система уравновешенных сил механического состояния твердого тела не изменит, если к нему присоединить или удалить систему уравновешенных сил.
А5 Аксиома параллелограмма:
Равнодействующая двух сил, приложенных к телу в одной точке, равна по модулю и совпадает по направлению с диагональю параллелограмма, построенного на этих силах и приложенных в этой же точке.
А6 Аксиома затвердевания:
Любое тело не изменит свое механическое состояние при переходе в абсолютно твердое.
Связи и их реакции. Принцип освобождаемости от связей. Основные виды связей.
Тело называется свободным, если его перемещения в пространстве с течением времени ничем не ограничены.
В любом другом случае тело является несвободным.
Связи – ограничения, налагаемые на свободу любого несвободного тела.
Силы, с которыми связи действуют на данное тело, называются реакциями связей.
Принцип освобождаемости от связей:
Всякое несвободное тело можно рассматривать как свободное, если отбросить связи, заменив их реакциями.
Виды связей:
ü Гладкая поверхность (опора без трения)
ü Шероховатая поверхность
ü Цилиндрический шарнир (подшипник)
ü Сферический шарнир
ü Гибкая нить
ü Невесомый стержень
ü Жесткая заделка (защемление)
ü Опорные реакции балок
Ø Шарнирно-подвижная опора
Ø Шарнирно-неподвижная опора
Ø Жесткая заделка