Статика как наука изучает

СТАТИКА

В зависимости от положенных в основу принципов С. разделяют на аналитическуюи геометрическую. В основе аналитической С. лежит возможных перемещенийпринцип, дающий общие условия равновесия любой механич. системы. ГеометрическаяС. основывается на т. н. аксиомах С., выражающих свойства сил, действующихна материальную частицу и абсолютно твёрдое тело, т. е. тело, расстояниямежду точками к-рого всегда остаются неизменными. Осн. аксиомы С.: 1) двесилы, действующие на материальную частицу, имеют равнодействующую, определяемуюпо правилу параллелограмма сил; 2) две силы, действующие на материальнуючастицу (или абсолютно твёрдое тело), уравновешиваются только тогда, когдаони одинаковы по величине и направлены вдоль одной прямой в противоположныестороны; 3) прибавление или вычитание уравновешенных сил не изменяет действияданной системы сил на твёрдое тело. При этом уравновешенными наз. силы,

Полезное

Смотреть что такое «СТАТИКА» в других словарях:

СТАТИКА — (греч. statike). Часть механики, наука об условиях равновесия твердых тел, т. е. такого их состояния, когда силы взаимно нейтрализируют друг друга и тело остается в покое. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н.,… … Словарь иностранных слов русского языка

СТАТИКА — (греч. statike) раздел механики, в котором изучаются условия равновесия тел под действием сил. Кроме статики твердого тела различают статику жидкостей (гидростатику) и статику газов (аэростатику) … Большой Энциклопедический словарь

СТАТИКА — СТАТИКА, статики, мн. нет, жен. (греч. statike равновесие). 1. Отдел теоретической механики, учение об условиях равновесия тел (мех.). 2. Состояние покоя для данного момента; ант. динамика во 2 знач. (научн.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н.… … Толковый словарь Ушакова

СТАТИКА — СТАТИКА, и, жен. 1. Раздел механики, изучающий законы равновесия тел под действием приложенных к ним сил. С. и динамика. С. твёрдого тела. С. жидкостей. С. газов. 2. Состояние покоя в какой н. определённый момент (книжн.). Описывать явление в… … Толковый словарь Ожегова

СТАТИКА — жен., греч. начала механики, наука о равновесии, покое. тический, к ней относящийся. Статистика, наука о силе и богатстве государства, о состоянии его в данную пору; история и география в известный срок. тический, к сему относящийся. Статистик,… … Толковый словарь Даля

СТАТИКА — (от греч. statikos – приводящий к покою) в физике учение о равновесии тел. Философский энциклопедический словарь. 2010 … Философская энциклопедия

статика — сущ., кол во синонимов: 2 • макростатика (1) • механика (10) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Статика — состояние покоя, неизменности культуры. Большой толковый словарь по культурологии.. Кононенко Б.И.. 2003 … Энциклопедия культурологии

статика — (статичність) (грец. стоячий) 1. Стан покою, рівноваги або застиглості, що досягається симетрією, виділення центральної частини мистецького твору, прагненням до фронтальності сприйняття (порівн. динаміка). 2. Розділ будівельної механіки, яка… … Архітектура і монументальне мистецтво

статика — состояние покоя или равновесия. Противоположное понятие динамика. Словарь практического психолога. М.: АСТ, Харвест. С. Ю. Головин. 1998 … Большая психологическая энциклопедия

Источник

Статика

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

Содержание

Аксиомы статики

Система сил, приложенная к телу или материальной точке, называется уравновешенной или эквивалентной нулю, если тело под действием этой системы находится в состоянии покоя или движения по инерции. [1]

Следствия

Основные понятия

В статике материальные тела считают абсолютно твёрдыми, т.к. изменение размеров тел обычно мало по сравнению с начальными размерами.

Связи

На тело влияют внешние силы, а также другие материальные тела, ограничивающие перемещение данного тела в пространстве. Такие тела называют связями. Сила, с которой связь действует на тело, ограничивая его перемещение, называется реакцией связи. Для записи условия равновесия системы связи убирают, а реакции связей заменяют на равные им силы. [1]

Например, если тело закреплено на шарнире, то шарнир является связью. Реакцией связи при этом будет сила, проходящая через ось шарнира.

Системы сил

Если систему сил, действующих на твёрдое тело, можно заменить на другую систему сил, не изменяя механического состояния тела, то такие системы сил называются эквивалентными.

Для любой системы сил, приложенных к твёрдому телу, можно найти эквивалентную систему сил, состоящую из силы, приложенной в заданной точке (центре приведения), и пары сил. Эта сила называется главным вектором системы сил, а момент, создаваемый парой сил — главным моментом относительно выбранного центра приведения. Главный вектор равен векторной сумме всех сил системы и не зависит от выбранного центра приведения. Главный момент равен сумме моментов всех сил системы относительно центра приведения.

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

Условие равновесия твёрдого тела

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

Твёрдое тело находится в равновесии если сумма всех сил, приложенных к данному телу, и их моментов равны нулю. Или, что тоже самое, главный вектор и главный момент системы сил, приложенных к телу, равны нулю. [1]

Условие равновесия системы тел

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

Из второго закона Ньютона следует, что если геометрическая сумма всех внешних сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело находится в состоянии покоя или совершает равномерное прямолинейное движение. В этом случае принято говорить, что силы, приложенные к телу, уравновешивают друг друга. При вычислении равнодействующей все силы, действующие на тело, можно прикладывать к центру масс.

Чтобы невращающееся тело находилось в равновесии, необходимо, чтобы равнодействующая всех сил, приложенных к телу, была равна нулю.

Рисунок 1.14.1. Равновесие твердого тела под действием трех сил. При вычислении равнодействующей все силы приводятся к одной точке C На рис. 1.14.1 дан пример равновесия твердого тела под действием трех сил. Точка пересечения O линий действия сил и не совпадает с точкой приложения силы тяжести (центр масс C), но при равновесии эти точки обязательно находятся на одной вертикали. При вычислении равнодействующей все силы приводятся к одной точке.

Если тело может вращаться относительно некоторой оси, то для его равновесия недостаточно равенства нулю равнодействующей всех сил.

Вращающее действие силы зависит не только от ее величины, но и от расстояния между линией действия силы и осью вращения.

Длина перпендикуляра, проведенного от оси вращения до линии действия силы, называется плечом силы.

Произведение модуля силы на плечо d называется моментом силы M. Положительными считаются моменты тех сил, которые стремятся повернуть тело против часовой стрелки (рис. 1.14.2).

Правило моментов: тело, имеющее неподвижную ось вращения, находится в равновесии, если алгебраическая сумма моментов всех приложенных к телу сил относительно этой оси равна нулю:

Связь с другими науками

Статика является базой для науки о сопротивлении материалов.

Источник

СТАТИКА

СТАТИКА, раздел механики, предметом которого являются материальные тела, находящиеся в состоянии покоя при действии на них внешних сил. В широком смысле слова статика – это теория равновесия любых тел – твердых, жидких или газообразных. В более узком понимании данный термин относится к изучению равновесия твердых тел, а также нерастягивающихся гибких тел – тросов, ремней и цепей. Равновесие деформирующихся твердых тел рассматривается в теории упругости, а равновесие жидкостей и газов – в гидроаэромеханике.
См. ГИДРОАЭРОМЕХАНИКА.

Историческая справка.

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

Статика – самый старый раздел механики; некоторые из ее принципов были известны уже древним египтянам и вавилонянам, о чем свидетельствуют построенные ими пирамиды и храмы. Среди первых создателей теоретической статики был Архимед (ок. 287–212 до н.э.), который разработал теорию рычага и сформулировал основной закон гидростатики. Родоначальником современной статики стал голландец С.Стевин (1548–1620), который в 1586 сформулировал закон сложения сил, или правило параллелограмма, и применил его в решении ряда задач.

Основные законы.

Законы статики вытекают из общих законов динамики как частный случай, когда скорости твердых тел стремятся к нулю, но по историческим причинам и педагогическим соображениям статику часто излагают независимо от динамики, строя ее на следующих постулируемых законах и принципах: а) законе сложения сил, б) принципе равновесия и в) принципе действия и противодействия. В случае твердых тел (точнее, идеально твердых тел, которые не деформируются под действием сил) вводится еще один принцип, основанный на определении твердого тела. Это принцип переносимости силы: состояние твердого тела не изменяется при перемещении точки приложения силы вдоль линии ее действия.

Сила как вектор.

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

В статике силу можно рассматривать как тянущее или толкающее усилие, имеющее определенные направление, величину и точку приложения. С математической точки зрения, это вектор, а потому ее можно представить направленным отрезком прямой, длина которого пропорциональна величине силы. (Векторные величины, в отличие от других величин, не имеющих направления, обозначаются полужирными буквами.)

Параллелограмм сил.

Рассмотрим тело (рис. 1,а), на которое действуют силы F1 и F2, приложенные в точке O и представленные на рисунке направленными отрезками OA и OB. Как показывает опыт, действие сил F1 и F2 эквивалентно одной силе R, представленной отрезком OC. Величина силы R равна длине диагонали параллелограмма, построенного на векторах OA и OB как его сторонах; ее направление показано на рис. 1,а. Сила R называется равнодействующей сил F1 и F2. Математически это записывается в виде R = F1 + F2, где сложение понимается в геометрическом смысле слова, указанном выше. Таков первый закон статики, называемый правилом параллелограмма сил.

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

Равнодействующая сила.

Вместо того чтобы строить параллелограмм OACB, для определения направления и величины равнодействующей R можно построить треугольник OAC, перенеся вектор F2 параллельно самому себе до совмещения его начальной точки (бывшей точки O) c концом (точкой A) вектора OA. Замыкающая сторона треугольника OAC будет, очевидно, иметь ту же величину и то же направление, что и вектор R (рис. 1,б). Такой способ отыскания равнодействующей можно обобщить на систему многих сил F1, F2. Fn, приложенных в одной и той же точке O рассматриваемого тела. Так, если система состоит из четырех сил (рис. 1,в), то можно найти равнодействующую сил F1 и F2, сложить ее с силой F3, затем сложить новую равнодействующую с силой F4 и в результате получить полную равнодействующую R. Равнодействующая R, найденная таким графическим построением, представляется замыкающей стороной многоугольника сил OABCD (рис. 1,г).

Данное выше определение равнодействующей можно обобщить на систему сил F1, F2. Fn, приложенных в точках O1, O2. On твердого тела. Выбирается точка O, называемая точкой приведения, и в ней строится система параллельно перенесенных сил, равных по величине и направлению силам F1, F2. Fn. Равнодействующая R этих параллельно перенесенных векторов, т.е. вектор, представленный замыкающей стороной многоугольника сил, называется равнодействующей сил, действующих на тело (рис. 2). Ясно, что вектор R не зависит от выбранной точки приведения. Если величина вектора R (отрезок ON) не равна нулю, то тело не может находиться в покое: в соответствии с законом Ньютона всякое тело, на которое действует сила, должно двигаться с ускорением. Таким образом, тело может находиться в состоянии равновесия только при условии, что равнодействующая всех сил, приложенных к нему, равна нулю. Однако это необходимое условие нельзя считать достаточным – тело может двигаться, когда равнодействующая всех приложенных к нему сил равна нулю.

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

В качестве простого, но важного примера, поясняющего сказанное, рассмотрим тонкий жесткий стержень длиной l, вес которого пренебрежимо мал по сравнению с величиной приложенных к нему сил. Пусть на стержень действуют две силы F и -F, приложенные к его концам, равные по величине, но противоположно направленные, как показано на рис. 3,а. В этом случае равнодействующая R равна FF = 0, но стержень не будет находиться в состоянии равновесия; очевидно, он будет вращаться вокруг своей средней точки O. Система двух равных, но противоположно направленных сил, действующих не по одной прямой, представляет собой «пару сил», которую можно характеризовать произведением величины силы F на «плечо» l. Значимость такого произведения можно показать путем следующих рассуждений, которые иллюстрируют правило рычага, выведенное Архимедом, и приводят к заключению об условии вращательного равновесия. Рассмотрим легкий однородный жесткий стержень, способный поворачиваться вокруг оси в точке O, на который действует сила F1, приложенная на расстоянии l1 от оси, как показано на рис. 3,б. Под действием силы F1 стержень будет поворачиваться вокруг точки O. Как нетрудно убедиться на опыте, вращение такого стержня можно предотвратить, приложив некоторую силу F2 на таком расстоянии l2, чтобы выполнялось равенство F2l2 = F1l1.

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

Таким образом, вращение можно предотвратить бесчисленными способами. Важно лишь выбрать силу и точку ее приложения так, чтобы произведение силы на плечо было равно F1l1. Это и есть правило рычага.

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

Теоретические положения статики широко применяются при анализе сил, действующих на конструкции и сооружения. В случае непрерывного распределения сил суммы, которые дают результирующий момент L и равнодействующую R, заменяются интегралами Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает и Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает в соответствии с обычными методами интегрального исчисления.

Источник

Основные понятия и определения статики

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

Определение статики

Статика – это раздел теоретической механики, в котором изучаются условия равновесия материальных тел, находящихся под действием сил, а также методы преобразования сил в эквивалентные системы для упрощения расчетов.

Таким образом, основной задачей статики является установление законов преобразования системы сил в эквивалентные системы с целью упрощения расчетов для решений уравнений равновесия.

Методы статики применяются не только для изучения неподвижных тел, но и для движущихся. Это связано с тем, что если заменить исходную систему сил на эквивалентную, то законы движения тела, или как говорят, кинематическое состояние тела, от этого не изменится. Поэтому методы статики применяются к любым механическим системам, состоящих из точек и твердых тел независимо от того, покоятся они или совершают движение. Эти методы позволяют привести исходную систему сил к эквивалентной с целью упрощения расчетов. Таким образом силы в статике и в теоретической механике являются чисто расчетными величинами. Они могут отличаться от реальных сил, действующих на тела, которые применяются в физике или теории упругости. Все эти методы применяются только к абсолютно твердым телам, пренебрегая возможными деформациями внутри самих тел.

Определения тел

Материальное тело – это некоторое количество вещества, которое заполняет какой-нибудь объем в пространстве и имеет границу.

Заметим, что под это определение подходит и твердое тело, и жидкость, и газ, заключенный в определенный объем.

Материальная точка – это материальное тело, обладающее массой, но размерами которого, в данных условиях, можно пренебречь.

Понятие материальной точки является моделью или упрощением. В одних задачах тело можно считать материальной точкой. В других задачах – это же тело считать точкой нельзя. Например, при изучении движения Земли вокруг Солнца, Землю, и Солнце можно считать материальными точками. Но в задачах, связанных с выведением спутников на орбиту, пренебрегать размерами Земли и строением ее атмосферы уже нельзя.

Твердое тело, или абсолютно твердое тело – это материальное тело, в котором расстояния между любыми точками остаются неизменными, даже при воздействии любых сил.

В статике и теоретической механике, если это особо не оговорено, все тела считаются абсолютно твердыми. Исключение составляют пружины. Но теоретическая механика не изучает состояние их деформации, а лишь использует законы (в частности закон Гука), установленные методами теории упругости и смежных наук.

Механическая система – это совокупность взаимодействующих между собой материальных тел, в котором положение и движение каждого тела зависят от положения и движения других материальных тел этой системы.

Кинематическое состояние

Состояние покоя – это состояние тела, при котором скорости всех его точек, относительно выбранной системы координат, равны нулю. При этом координаты всех точек имеют постоянные, не зависящие от времени значения.

Состояние движения тела – это состояние тела, при котором существуют его точки, которые движутся относительно выбранной системы координат с отличной от нуля скоростью.

Кинематическое состояние тела – это состояние покоя или движения. Два кинематических состояния тела считаются одинаковыми или равными, если закон движения любой точки в первом кинематическом состоянии совпадает с законом движения той же точки во втором состоянии.

Механическое воздействие

Механическое воздействие одного тела на другое – это такое воздействие, в результате которого могут происходить изменения скоростей точек тел без изменения их химического состава. Механическое воздействие может происходить при соприкосновении тел или на расстоянии – в результате действия электромагнитных или гравитационных полей.

Также действие пружины часто рассматривают как действие потенциального поля.

Сила – это мера механического воздействия тел, в результате которого свободное тело получает ускорение относительно инерциальной системы отсчета.

Линия действия силы – это прямая, параллельная вектору силы, проходящая через ее точку приложения.

Статика как наука изучает. Смотреть фото Статика как наука изучает. Смотреть картинку Статика как наука изучает. Картинка про Статика как наука изучает. Фото Статика как наука изучает

Связанный вектор – это вектор, приложенный к определенной точке и не допускающий переноса в другие точки.

Скользящий вектор – это вектор, точку приложения которого можно перемещать вдоль линии его действия.

Свободный вектор – это вектор, точку приложения которого можно помещать в любую точку пространства.

Такм образом, если мы изучаем деформации в теле, то все приложенные к нему силы являются связанными векторами.
Но в задачах теоретической механики, мы изучаем скорости движения тел, считая их твердыми. Перемещение точки приложения силы вдоль линии ее действия не меняет уравнений движения. Поэтому силы в теоретической механике являются скользящими векторами.
Момент пары сил и угловая скорость вращения тела являются примерами свободных векторов.

Системы сил

Система сил – это совокупность нескольких сил, действующих на данное тело или систему тел.

Эквивалентные системы сил – это системы сил, под действием которых твердое тело находится в одинаковых кинематических состояниях ⇑.

Равнодействующая сила – это сила, эквивалентная некоторой системе сил.

Система взаимно уравновешивающихся сил – это система сил, которая не меняет кинематическое состояние ⇑ тела.

Внешние силы, действующие на механическую систему – это силы, действующие на тела рассматриваемой системы со стороны тел, не входящих в эту систему.

Внутренние силы, действующие на механическую систему – это силы, действующие на тела рассматриваемой системы со стороны тел, входящих в эту систему.

Например, если в качестве механической системы мы возьмем стол с лежащей на нем книгой, то силы тяжести, действующие на оба тела и сила давления поверхности пола на стол, являются внешними силами. А сила давления книги на стол и сила давления стола на книгу будут внутренними.

Использованная литература:
А. А. Яблонский, В.М. Никифорова, Курс теоретической механики, часть 1, статика, кинематика. Москва, «Высшая школа», 1966.

Источник

Статика: история, что изучает, приложения, законы

Содержание:

В Статический Это раздел механики, изучающий равновесие твердых тел, подверженных действию различных сил. Когда тело жесткое, частицы, составляющие его, не меняют своего относительного положения, и поэтому объект не деформируется.

Такие объекты могут находиться в равновесии независимо от того, находятся ли они в покое (статическое равновесие) или если они движутся (динамическое равновесие), только в последнем случае движение должно быть равномерным прямолинейным.

В случае таких конструкций, как здания, мосты и дороги, статическое равновесие представляет большой интерес, чтобы конструкция оставалась стабильной с течением времени, например, верхний римский акведук.

Но статика не ограничивается областью гражданского строительства. Это также применимо к уравновешиванию электрически заряженных частиц и объектов, погруженных в непрерывную среду, такую ​​как воздух и вода.

История статики как раздела механики

Статика имела раннее историческое развитие, возникшее из-за необходимости строительства фиксированных структур по мере основания городов. Древние египтяне оставили свои памятники в качестве свидетельства; они знали простые механизмы, такие как шкивы, рычаги и наклонные плоскости.

Другие цивилизации древнего мира, памятники которых сохранились до наших дней, также знали основные принципы, но именно греки начали систематизировать их изучение.

Позже важный вклад внесли другие великие ученые, такие как Леонардо и Галилей. Последний установил, что чистая сила не нужна для поддержания движения тела (динамическое равновесие).

Особняком стоит также Симон Стевин (1548-1620), который первым заметил гидростатический парадокс и описал равновесие тел на наклонной плоскости.

Позднее Исаак Ньютон (1642-1727) дал последний толчок в формулировке статики своими тремя законами механики.

Следующий вклад, который следует упомянуть в связи с его актуальностью, был сделан Даламбером и концепцией инерционной силы. Благодаря этому можно изучать динамические проблемы с помощью концепции равновесия.

Из длинного списка ученых и инженеров, внесших вклад в статику, следует упомянуть имена Эйлера и Лагранжа, которые разработали математические методы для определения ее приложений.

Что изучает статика?

Словостатический происходит от греческого слова, обозначающего неподвижное.

Эта важная отрасль механики является основой построек, в которых мы живем, и не только этого, поскольку есть и другие области, в которых применяются ее принципы:

Аэростатика

Изучите баланс тел в воздухе.

Гидростатический

Применяйте принципы статики к телам, погруженным в воду или другие жидкости.

Электростатика

Важная ветвь электромагнетизма, изучающая электрические заряды в статическом равновесии.

Магнитостатический

Это раздел, посвященный изучению магнитных полей, которые не меняются во времени.

Статика частиц

В первом случае Statics предполагает, что объект моделируется, как если бы он был материальной частицей или точкой, без измеримого размера, но да, с массой.

Когда тело рассматривается как частица, мы говорим, что оно находится в статическом равновесии, когда результирующая сила на нем равна нулю.

Статика вытянутых тел

Более реалистичная модель предполагает, что объекты представляют собой протяженные тела, состоящие из множества частиц, что означает, что силы могут применяться к разным точкам.

Это очень важно, поскольку эти эффекты могут быть:

Динамический, связанные с движением или его отсутствием,

Деформерыизменениями формы, которым подвергаются тела.

Статика предполагает, что объекты жесткие и недеформируемые, поэтому изучает не искажающие эффекты, а динамические.

Поскольку размеры исследуемого объекта измеримы, силы могут быть приложены к разным местам, и возможно, что, хотя они не перемещают его, они могут заставить его вращаться. В этом случае объект больше не будет находиться в статическом равновесии.

Приложения

Приложения статики можно найти повсюду, поэтому именно отрасль механики находит наибольшее применение, хотя во многих случаях мы этого не осознаем:

Дома

Принципы статики можно применить к мебели, шкафам, приборам, лампам, книгам и к любому объекту, находящемуся внутри дома. Мы постоянно следим за тем, чтобы вещи не падали, не опрокидывались или случайно не менялись местами.

В гражданском строительстве

Таким же образом строители зданий, в которых мы живем, следят за тем, чтобы они не рухнули и не испытали движений, угрожающих жизни жителей.

Эти принципы также применимы к строительству дорог и мостов.

В конструкции машины

Статика также применяется при проектировании и изготовлении деталей машин.

Некоторые части явно подвижны, а другие нет. Вот почему инженеры следят за тем, чтобы построенное оборудование никоим образом не разрушилось, не взорвалось или не рассыпалось.

Основные законы статики

Первый закон Ньютона

Тело остается в покое или в равномерном прямолинейном движении, если неуравновешенная сила не заставляет его изменить свое состояние движения.

Второй закон Ньютона

Сумма сил, действующих на тело, называется равнодействующей. Fр, равна произведению массым (скаляр), умноженный на ускорение к (вектор).

Для статики второй закон Ньютона принимает вид:

Fр = 0

Поскольку покой или равномерное прямолинейное движение переводятся в нулевое ускорение.

Третий закон Ньютона

Если тело 1 оказывает силу на тело 2, называется F12, тело 2, в свою очередь, оказывает на тело 1 силу, обозначенную как F21, таким образом, что F12 Y F21 имеют одинаковую интенсивность и противоположное направление:

F12 = – F21

Крутящий момент или момент силы

Мы говорили ранее, что возможно, что силы, хотя они и не вызывают поступательного движения к телу, могут, в зависимости от способа их приложения, заставить его вращаться.

Ну, физическая величина, которая определяет, вращается тело или нет, называется крутящий момент или момент силы, обозначается какМ.

Крутящий момент или момент силы F зависит от интенсивности этого, вектор ркоторый идет от точки приложения к оси вращения и, наконец, к углу приложения. Все это осуществляется посредством перекрестного произведения или векторного произведения между р Y F:

M = р Икс F (Единицы СИ: Н.м)

Объект может вращаться вокруг разных осей, поэтому момент всегда рассчитывается относительно определенной оси. А чтобы тело оставалось статичным, необходимо, чтобы все моменты были равны нулю.

Условия равновесия

Они являются необходимыми условиями для того, чтобы твердое тело находилось в статическом равновесии, поэтому они известны как условия равновесия:

Первое условие равновесия

Сумма сил, действующих на тело, должна уравновеситься. В математической форме:

Fя = 0

Что касается сил, действующих на тело, то они делятся на внутренние и внешние.

Внутренние силы отвечают за сохранение целостности тела. Например, автомобиль состоит из множества частей, которые при правильном шарнирном сочленении заставляют машину двигаться как единое целое благодаря внутренним силам между соединениями частей.

В примере с автомобилем силами могут быть вес, оказываемый Землей, опора, обеспечиваемая поверхностью, приложенная к колесам, и трение между шинами и дорожным покрытием.

Кроме того, Статика рассматривает ряд опор, реакций и связей, в зависимости от рассматриваемых элементов и существующих возможностей движения.

Второе условие равновесия

Суммирование моментов вокруг произвольной оси также должно быть аннулировано, что мы выражаем следующим образом:

Mя = 0

Когда к телу на плоскости применяются условия равновесия, силы должны быть разложены на два декартовых компонента x и y. В результате получается два уравнения, по одному для каждого компонента.

Второе условие равновесия позволяет нам через моменты добавить третье уравнение.

С другой стороны, для трехмерных объектов количество уравнений увеличивается до 6.

Следует отметить, что соблюдение условий равновесия необходимо для обеспечения статического равновесия тела.

Но этого недостаточно, поскольку бывают случаи, когда эти условия выполняются, но мы не можем гарантировать, что объект находится в равновесии. Вот что происходит, когда между частями объекта происходит относительное движение, то есть твердое тело частично связано.

Ссылки

10 факторов, влияющих на рост населения

Теория катастрофизма: происхождение, принципы, ограничения

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *