- •Теоретическая механика
- •1 Основные положения раздела "статика"
- •1.1 Силы и системы сил
- •1.2 Основные определения
- •Распределенная нагрузка
- •1. 3 Основные сведения о векторах
- •1.4 Аксиомы статики
- •Теорема Вариньона
- •1. 6 Пара сил и ее свойства
- •1. 7 Связи и их реакции
- •1.8 Система сходящихся сил
- •1. 9 Система пар сил
- •1. 10 Основная теорема статики (метод Пуансо)
- •Примеры эквивалентной замены сил
- •1.11 Условия равновесия произвольной пространственной системы сил
- •1.12 Условия равновесия произвольной плоской системы сил
- •1.13 Равновесие тел с учетом трения
- •1.14 Равновесие системы тел
- •1.15 Центр тяжести тел и методы определения его координат
- •1). Центры тяжести симметричных однородных тел
- •2). Метод разбиения
- •3). Интегрирование
- •4). Экспериментальные методы (для неоднородных тел сложной формы)
- •1. 16 Условия равновесия тел при его опрокидывании
1. 7 Связи и их реакции
1. Опорная гладкая поверхность |
| |
| ||
Реакция направляется перпендикулярно опорной или опирающейся поверхности |
| |
2. Невесомая гибкая связь (нить. Трос, цепь) | ||
Реакция невесомой гибкой нити направляется вдоль этой нити от тела.
|
3. Цилиндрический шарнир и катковая опора |
Реакции направляются по нормали к поверхности качения (катковые опоры B, C, D); в цилиндрическом шарнире A возникают две составляющие реакции |
4. Жесткая заделка | |
Реакция жесткой заделки состоит из двух составляющих силы и , и момента М (плоская задача). |
5. Невесомые стержни, закрепленные на концах шарнирами (А, В, С) | |
Реакции направляются вдоль прямой, соединяющей шарниры. | |
6. Реакция подпятника | |
В подпятнике A возникают три составляющие реакции: В подшипнике B (цилиндрический шарнир) - составляющие реакции . |
7. Сферический шарнир |
1 - невесомый стержень
2 - сферический шарнир
3 - петля (цилиндрический Шарнир)
8. Опорная шероховатая поверхность | |
Реакция шероховатой поверхности складывается из двух составляющих: нормальной и силы трения.
|
Реакции при расчленении системы на части
Опора на гладкую поверхность
Ползун без шарнира
Шарнир
Узел мостовой фермы | |
|
Расчетная схема |
Вал цилиндрического редуктора и расчетная схема для определения реакций опор (подшипники A и B)
1.8 Система сходящихся сил
Системой сходящихся сил называют систему сил, линии действия которых пересекаются в одной точке:
Перенося силы вдоль их линий действия в точку пересечения и производя геометрическое сложение всех векторов сил, можно получить равнодействующую данной системы сходящихся сил;.
Модуль равнодействующей равен , где, ,.При равновесии системы сходящихся сил или в проекциях на оси координат ;;.
1. 9 Система пар сил
Если на тело действуют пары сил, произвольно расположенные в пространстве, то такую систему пар можно заменить одной эквивалентной парой сил с моментом, равным геометрической сумме вектор-моментов всех пар сил.
Действительно, учитывая, что вектор-моменты пар сил являются свободными векторами, их можно перенести в произвольную точку и геометрически сложить:
.
Модуль равен , где;;.
При равновесии системы пар сил или в проекции на оси координат: ;;.
В случае, когда система пар сил расположена в одной плоскости, условием равновесия является равенство нулю алгебраической суммы моментов пар сил
1. 10 Основная теорема статики (метод Пуансо)
Лемма о параллельном переносе силы: силу можно переносить параллельно самой себе в любую точку тела, добавляя при этом пару сил, момент которой равен моменту данной силы относительно новой точки приложения:
имеем |
добавим |
получим |
силы ипредставляют собой пару сил, момент которой.
введем обозначения: - главный вектор данной системы сил; - главный момент данной системы сил относительно т. О.
Основная теорема статики: произвольную систему сил можно заменить одной силой, приложенной в некоторой точке тела (центре приведения) и равной главному вектору, и одной парой сил с моментом, равным главному моменту системы относительно этой точки:
доказательство: выберем произвольную т. О за центр приведения заданной системы сил . Перенося все силы в т. О согласно лемме о параллельном переносе силы, получим систему сходящихся сил и систему пар сил. Складывая отдельно силы и пары, находими. Таким образом .