Статика. Тепе-теңдік шарттары. Күш өрісі

 

Статика - әртүрлі күш әсер еткен денелердің тепе-теңдік кйлерін, олардың болу шарттарын зерттейтін механика бөлімі.

Материялық нүкте тепе-теңдікте болуының шарты – денеге әсер ететін тең әсерлі күштің нөлге тең болуы:

Материялық нүктенің тепе-теңдік күйлерінің түрлері:

 

 

Тепе-теңдік күйлердің түрі дене ол күйден ығысқанда тең әсерлі күштің бағытталуына байланысты болады:

1. Орнықты: тепе-теңдік нүктесіне бағытталса

2. Орнықсыз: тепе-теңдік нүктесінен бағытталса

3. Талғамсыз: тепе-теңдік нүктесінің маңайында.

 

Айналу өсіне қатысты күш моменті М: , мұнда:

F – денеге әсер ететін күштің модулі, d – күш иіні.

Күш иіні d – айналу өсінен күш бағытталған сызыққа дейінгі ең кіші арақашықтық

Қатты дененің тепе-теңдікте болу шарттары:

 

Екінші теңдеуде күш моменттерінің алгебралық қосындысы. М үшін таңбаның таңбалануы: (–) – денені оське қатысты сағат тілінің жүрісіне қарсы бұратын күш моменттері үшін, (+) – сағат тілінің жүрісі бойымен.

Ысым. Паскаль заңы. Гидростатикалық қысым

 

Қысым Р – бетке перпендикулярлы әсер еткен күш модулінің осы беттің ауданына S қатынасы:

, , паскаль

Егер үзіліссіз ортаның бөлшегіне оны қоршаған көршілес бөлшектердің теңәсерлі күші нөлге тең болса бөлшек тепе-теңдікте болады. Сондықтан келесі тұжырым орындалады:

Паскаль заңы: сұйық және газ оларға түсірілген қысымды барлық бағытқа бірдей таратады.

Гидростатикалық қысым Р₂ – сұйық (газ) ауырлығының тудыратын қысымы, ол сұйық бетінен есептелген тереңдіктен тәуелді

Тығыздықтары ρ₁ және ρ₂ екі әртүрлі сұйықты қатысатын ыдыстарға құяйық. Тепе-теңдік шарты , онда

Қатысатын ыдыстар заңы

Сурет 10.3

 

гидравликалық пресс принципі Паскаль заңына негізделеді:

 

, сондықтан

Архимед заңы. Денелер қалқуы

 

Сұйық (газ) қысымның батыру тереңдігінен тәуелді болуы себебінен сұйық (газға) батырылған денеге ығыстырушы күш – Архимед күші пайда болады.

Архимед заңы: сұйыққа (газға) батырылған денеге ығыстырылған сұйықтың (газдың) салмағына тең ығыстырушы күш әсер етеді.

 

, - ығыстырылған сұйықтың (газдың) тығыздығы және массасы, - дененің сұйыққа (газға) батырыған көлемі

 

 

Сұйықта (газда) орналасқан денеге қарама-қарсы бағытта екі күш әсер етеді: ауырлық күші және Архимид күші

1. Егер дене батады

2. Егер дене көтеріледі

3. Егер дене қалқиды

Қалқу шарты: ,

 

Корпусы металдан жасалған кеменің іші ауаға толы, сондықтан ол суда батпайды.

Атмосфералық қысым. Торричели тәжірибесі

 

Жерді қоршаған ауа салмағының тудыратын қысымын атмосфералық қысым деп атайды. Оны алғашқы рет Е. Торричели 1643 жылы өлшеген.

Торричели тәжірибесі

 

Атмосфералық (қылыпты) қысымды h = 760 мм сынап бағанасының гидростатикалық қысымына теңестіреді. Сынаптың тығыздығы

 

Осындай қысымды Н = 10,3 м су бағанасы тудырады

 

Жер бетінен байқаушы жоғарылағанда оның үстіндегі ауаның мөлшері азаяды, сондықтан биіктік өскенде атмосфералық қысым азаяды (экспоненттік заң бойынша)