12. Определение реакций опор составных конструкций

Рассмотрим конструкцию, состоящую из нескольких твердых тел, связанных между собой, например, шарниром, а может быть другой опорой. В этом случае данная конструкция, если она статически определима, имеет количество неизвестных сил количество тел, входящих в конструкцию, рассматриваемую в плоскости. Методика решения на равновесие плоской конструкции отличается (см. п.12) наличием внутренних реактивных сил, связывающих составляющие тела между собой:

1. К конструкции прикладываются все задаваемые силы.

2. К ней применяем принцип освобождаемости от связей.

3. Устанавливаем, что число неизвестных реакций связей больше чем число уравнений равновесия. Конструкцию разбиваем на составляющие тела, показываем внутренние реактивные силы.

4. Каждое тела рассматриваем как свободное под действием активных и реактивных сил.

5. Подсчитываем общее число неизвестных реактивных сил и возможное количество уравнений равновесий. Сравнивая их, устанавливаем, является ли задача статически определимой.

6. Если задача статически определима, то составляем уравнения равновесия сил, приложенных к каждому телу.

7. Решаем полученную систему уравнений и находим реакции опор составной конструкции.

13. Трение

В становлении научных представлений о трении в самом начале большое значение имели два события: открытие Галилеем закона инерции на рубеже 16-17 веков и осознание Румфордом способности механической энергии превращаться в тепло примерно два столетия спустя.

До Галилея примерно на протяжении двух тысяч лет в механике Аристотеля упоминается сопротивлении тел при движении, когда рассматривалось неравномерное движение тела. Изучал трение в средневековье известный механик, художник Леонардо да Винчи. В национальной библиотеке Мадрида были случайно обнаружены две неопубликованные рукописи, получившие название «Мадридский кодекс». В ней Леонардо уже говорил о бессмысленности вечного двигателя: «Стремление создать вечное колесо- источник вечного движения- можно назвать одним из бесполезных заблуждений человека. На протяжении многих столетий все, кто занимался вопросами гидравлики, военными машинами и прочим, тратили много времени и денег на поиски вечного двигателя. Но с ними происходило то же, что и с алхимиками: всегда находилась какая-нибудь мелочь, которая якобы мешала успеху опыта. Моя небольшая работа принесет им пользу: им не придется больше спасаться бегством от королей и правителей, не выполнив своих обещаний». Это было за 200 лет до опытов Амонтона и примерно за три века до публикации работ Кулона по трению.

Леонардо пишет по трению: « сила трения зависит от материала соприкасающихся поверхностей, а также от степени их обработки и не зависит от площади соприкасающихся поверхностей; она прямо пропорциональна весу груза и может быть уменьшена введения «роликов» или смазочных веществ между трущимися поверхностями». Леонардо впервые вводит в инженерный обиход понятие коэффициента трения, отмечая, что всякое трущееся тело оказывает сопротивлении, равное четверти своего веса, при этом он не считает эту величину постоянной, а имеет в виду лишь ее приближенное значение.

Понятие «ролики » означает, что Леонардо имел ввиду ролики в подшипниках качения. По этому поводу их говорил: « не вижу большой разницы между ними (имея ввиду шарики и ролики), исключая ту, что шарики могут вращаться во всех направлениях, а ролики в одном. Но если во время движения шарики или ролики соприкасаются, движение будет более медленным, так как при их касании сила трения будет действовать в противоположном направлении. Но если шарики или ролики находятся на расстоянии друг от друга….это облегчает движение». Здесь впервые сказано о сепараторах, с помощью которых разделяются друг от друга шарики или ролики, применяемые в подшипниках качения.