Статика. Основні поняття

Статика

Основні поняття

Статика - це розділ теоретичної механіки, в якому вивчаються методи перетворення систем сил в еквівалентні та встановлюються умови рівноваги різних систем сил, що прикладені до об'єкту.

Основні задачі статики:

- перетворення систем сил в системи що їм еквівалентні, більш прості;

- отримання умов рівноваги різних систем сил.

Об'єктом вивчення статики найчастіше є абсолютно тверде невільне тіло, що знаходиться в рівновазі.

Абсолютно тверде тіло - тіло, що не змінює розміри або форму під дією будь-яких прикладених до нього сил.

Вільне тіло - тіло, яке може рухатися в будь-якому напрямку в просторі.

Невільне тіло - тіло, рух якого в просторі обмежений іншими тілами.

В'язь - тіло, яке обмежує рух даного тіла.

Сила - векторна міра взаємодії між тілами. Вона характеризується модулем, точкою прикладення, лінією дії та напрямком.

Система сил - сукупність сил, що прикладені до об'єкту.

Еквівалентні системи сил - системи сил, які мають однакову дію на об'єкт.

Зрівноважена система сил - система сил, яка не викликає ніякої дії, тобто еквівалентна нулеві.

Алгебраїчним моментом сили відносно точки називається взятий з відповідним знаком добуток модуля сили на її плече (відстань між точкою та лінією дії сили, яка виміряється вздовж перпендикуляру до неї). Знак "+" береться в тому випадку, коли з боку спостерігача видно, що сила намагається повернути тіло проти руху годинникової стрілки. В протилежному випадку береться знак "-" .

Векторний момент сили відносно точки - це вектор, прикладений в цій точці, перпендикулярний до площини, котра проходить через силу і точку, і напрямлений в бік, звідки видно, що сила намагається повернути тіло проти руху годинникової стрілки.

Пара сил - система двох рівних за величиною і протилежно напрямлених сил, лінії дії яких паралельні.

Момент сили відносно осі - це алгебраїчна величина, що дорівнює алгебраїчному моменту проекції сили на площину, перпендикулярну до осі, відносно точки перетину осі з площиною.

Реакція в'язі - сила, з якою в'язь діє на невільне тіло. Вона спрямована протилежно до того напрямку, в якому в'язь перешкоджає рухові тіла (табл.С0).

Найбільш важливими задачами статики є задачі, в яких знаходять реакції в'язей. Це має практичне значення, бо ми тим самим визначаємо (згідно із законом рівності дії та протидії) сили тиску на в'язь, тобто отримуємо вихідні дані для розрахунку міцності в'язей чи інших частин конструкції.

Аксіома в'язей - рух (рівновага) системи не зміниться, якщо відкинути в'язі, які накладені на систему і замінити їх дію відповідними реакціями.

При розв'язуванні задач статики необхідно невільне тіло зробити вільним, замінивши в'язі силами їх реакцій. Заміна здійснюється згідно табл.С0.

Алгоритм розв'язування задач на рівновагу

1. За об'єкт вивчення вибрати точку чи тіло, до якого прикладена хоча б одна відома сила, а в'язі є ті, реакції яких треба визначити.

2. До вибраного об'єкта прикласти задані, діючи на нього, сили.

3. Скориставшись аксіомою в'язей, відкинути в'язі і замінити їх реакціями. Показати окремий рисунок вільного тіла з реакціями відкинутих в'язей.

4. Провести аналіз виду системи сил і впевнитись в тому, що задача є статично визначеною, і Статично визначеною називають задачу, в якій кількість невідомих не більша ніж кількість рівнянь рівноваги).

5.Витрати прямокутну систему координат так, щоб хоча б одна з невідомих не давала проекції одну з осей.

6. Скласти рівняння рівноваги системи сил,. що діють на вільне тіло (пункт 3) в залежності від виду систем сил.

7.Розв'язати сисгему рівнянь та обчислити невідомі величини.

8. Проаналізувати отриманий розвꞌязок, перевірку і записати відповідь..

12 3 Следующая ⇒