Статика

Статика – раздел теоретической механики, в котором изучаются методы замены сил, приложенных к телу системой эквивалентных сил, общие условия равновесия сил, приложенных к телу.

Совокупность материальных точек, при котором положение каждой их них зависит от остальных, называется механической системой.

Если расстояние между точкми не меняется, то такую систему называют абсолютно твердым телом.

Тело находится в состоянии покоя или движения, эти условия – кинематические состояния тела.

Важнейшим понятием является сила – количественная мера механического взаимодействия материальных тел.

Силы делятся на:

1. Механическую

2. Гравитационную

3. Молекулярную

4. Электрическую

5. Внутриядерную

Сила – скользящий вектор.

Силы, которые действуют на точки твердого тела делят на внешние и внутренние (силы, с которыми точки взаимодействуют друг с другом).

Виды нагрузок на конструкции

1. Сосредоточенная

   

   

   

   

2. Равномерно распределённая

   

   

3. Неравномерно распределенная

   

   

   

4. Нагрузка в виде момента

Если на твердое тело одновременно действуют несколько сил, то можно назвать их системой сил.

Если систему сил можно заменить одной силой с тем же эффектом, то такую силу назовем равнодействующей.

Система сил, под действием которой тело может находиться в покое, называется уравновешенной или системой сил эквивалентной нулю.

Сила, противоположная равнодействующей, называется уравновешивающей.

Аксиомы статики

1. Если на материальное тело действуют взаимно уравновешивающиеся силы, то оно находится в состоянии покоя или равномерного поступательного движения. Тело движется поступательно без ускорения или неподвижно, таким образом, под действием одной силы тело не может быть в равновесии.

2. Силы уравновешиваются, если, будучи приложены к твердому телу будут иметь равные модули и направлены противоположно по одной прямой.

3. Действие данной системы сил на твердое тело не изменится если к ней прибавить или исключить другую, уравновешенную систему сил.

4. Две силы, приложенные к твердому телу в одной точке, имеют равнодействующую, приложенную к точке и определяемую как диагональ параллелограмма, построенного на этих силах.

Силы F₁ и F₂ можно заменить одной силой

Не всякая система сил имеет равнодействующую, хотя геометрическую сумму можно найти всегда.

5. Всякому действию одного материального тела на другое соответствует равное противоположное противодействие. В природе нет односторонне направленных сил.

Принцип отвердевания.

Равновесие сил, приложенных к деформируемому телу сохраняется при отвердевании. Это только необходимое, но недостаточное условие равновесия.

Для троса, в отличие от стержня, силы должны быть только растягивающими. Для стержня должны быть растягивающими и сжимающими.

Несвободное твердое тело. Типы связей и реакции.

Свободное тело – твердое тело, которое может перемещаться в любом направлении в пространстве.

Несвободное тело имеет ограничение в одном из возможных направлений.

Тела, которые ограничивают перемещение тела, в одном из направлений, называются связями.

Силы, с которыми связь действует на тело, называется реакциями связи.

Для определения направления и модуля используется принцип освобождаемости от связи, то есть тело считаем свободным и прикладываем к нему заданные силы и реакции связи. Сами связи на чертеже не показываем, внутренние силы не учитываются, так как уравновешиваются по свойству внутренних сил, которое выражается в том, что главный вектор и главный вектор-момент относительно любого центра приведения равны нулю.

Типы связей и реакции