3. Связи и их реакции. Принцип освобождаемости от связей

Реакция связи – это сила или система сил, выражающее действие связи на твердое тело.

Принцип освобождаемости от связей – всякое несвободное тело можно рассматривать как свободное, если отбросить связи и заменить их действие реакциями этих связей.

Основные типы связей:

а) опора на идеально гладкую поверхность – реакция поверхности направлена по нормали к ней, т.е. перпендикулярно касательной – нормальная реакция;

б) одна из соприкасающихся поверхностей является точкой (угол), реакция направлена по нормали к другой поверхности;

в) нить – реакция направлена вдоль нити к точке подвеса;

г) цилиндрический шарнир (шарнирно-неподвижная опора) – реакция может иметь любое направление в плоскости. При решении задач заменяется двумя взаимно перпендикулярными составляющими;

д) цилиндрическая шарнирно-подвижная опора (шарнир на катках) – реакция направлена перпендикулярно опорной плоскости;

е) сферический (шаровой) шарнир – реакция может иметь любое направление в пространстве. При решении задач заменяется тремя взаимно перпендикулярными составляющими;

ж) невесомый стержень (обязательно невесомый) – реакция направлена вдоль стержня;

з) "глухая" заделка (вмурованная балка) – возникает произвольно направленная реакция – сила и реактивный момент, также неизвестный по направлению. Реакция раскладывается на две составляющие.

4. План решения задач статики.

Решаемые методом статики задач могут быть одного из следующих типов:

1. Задачи, в которых известны действующие на тело силы и требуется найти, в каком положении или при каких соотношениях между действующими силами тело будет находиться в равновесии.

2. Задачи, в которых известны, что тело заведомо находится в равновесии и требуется найти чему равны при этом все или некоторые из действующих на тело сил. Реакции связей является величинами на перёд известными во всех задачах статики.

Приступая к решению любой задачи, следует прежде всего установить равновесие какого тела (тел) надо рассмотреть, чтобы найти искомую величину. Процесс решения сводится к следующим операциям:

1. Выбор тела (тел), равновесие которого должно быть рассмотрено.

2. Изображение действующих сил.

3. Составление условий равновесия.

4. Определение искомых величин.

5. Проверка правильности решения и исследование полученных результатов.

5. Равнодействующая система сходящихся сил. Геометрический и аналитический способы определения равнодействующей.

Приведение ССС к одной равнодействующей силе: Равнодействующая равна геометрической сумме всех сил, приложенных к твердому телу, и эта равнодействующая проходит через точку схода.

Графический способ определения равнодействующей.

Путем построения веревочного многоугольника этих сил, который называют силовым многоугольником (в масштабе). Равнодействующая является замыкающей силового многоугольника, направленная с начала первого к концу последнего.