13. Блок других, наиболее используемых в статике, понятий и опорных фактов
1 Исходная механическая система3.1. Понятия об исходных механических системах и телах, внешних и внутренних силах, связях и их реакциях
И
Рисунок 13.1
сходная
– это та механическая система, с которой
начинают её анализ (см. рис.13.1 и 13.3).Абсолютно твёрдое тело
(кратко: тело)
– это принятая к рассмотрению та или
иная совокупность неподвижных друг
относительно друга частиц механической
системы.
Т
К понятию «тело» Рисунок 13.2
ело
– понятие относительное. Им может быть
отдельная деталь (гайка, болт, шестерёнка,
доска и т.п.), часть детали, совокупность
деталей, несколько целых деталей в
совокупности с частями других деталей.
Например, для представ-ленной на
рис.13.1 конструкции при определении
неизвестной силы
(при известной
)
за тело может быть принята вся совокупность
деталей 1-2-3-4-5-6-7.
Если же необходимо определить
величину
затяжки болта, то за тело может быть
принята совокупность конструктивных
элементов, представленная на рис.2 (в
которую входят полоса 2, шайба 4 и верхняя
часть болта 3).
В соответствии с введенным понятием, за абсолютно твёрдые тела могут приниматься не только твёрдые, но и деформируемые физические тела – заведомо натянутые трос, цепь, растянутая или сжатая пружина, газ или жидкость, расположенные в цилиндре с поршнем; и т.д.
А если заведомо неизвестно подвижны или неподвижны одни совокупности частиц относительно других? - Рассмотрение такого типа задач также является предметом теоретической механики, но третьей её части – динамики.
Действующие на тела силы принято делить на внешние и внутренние. Внутренние – это силы, действующие между частицами, принадлежащими принятому к рассмотрению телу. Внешние силы – это силы, приложенные к телу со стороны частиц, не принадлежащих рассматриваемому телу.
Понятия внешних и внутренних
сил также относительные. Так, если для
тела по рис.13.2 силы
- внешние, то для тела по рис.1 эти же силы
являются внутренними.
39
По отношению к принятому к рассмотрению телу, другие части исходной механической системы называют связями.
Силы, действующие на принятое к рассмотрению тело со стороны связей, называют реакциями. В отличие от них остальные внешние силы активные.
Поясняем.- Для тела, изображённого
на рис.2, механическая система по рис.13.1
является исходной и, поэтому, для него
связями являются:
полоса 1 и не изображённая (на рис.13.2)
часть тела болта (с гайкой и шплинтом).
Соответственно реакциями
являются силы
и
;
- это сила, приложенная к рассматриваемой
части болта со стороны отброшенной его
части.
- сила, приложенная к полосе 2 со стороны
полосы 1;
Захват подъёмного
устройства
- нормальная её составляющая,
-
касательная (расположенная в плоскости
соприкосновения полос – обусловлена
силами сцепления, о чём подробнее речь
будет вестись в подразделе 15.8).
Понятия связей и их реакций поясняем ещё на одном примере.
Если из исходной механической системы, изображённой на рис.13.3, к рассмотрению принята планка-стяжка 1, то для неё связями будут цилиндрические выступы рычагов 2 и 7 (но нельзя для рассматриваемого случая связями считать стержни 3 и 6, а также серьгу 5 и крюк 4).
Е
Рисунок 13.3