2. Основные законы покоя материальных тел

Основные законы покоя материальных тел – законы их равновесия под действием приложенных к ним сил. Равновесие - состояние покоя тела по отношению к другим телам. Сила - количественная мера взаимодействия материальных тел. Каждая сила характеризуется: численной величиной, точкой приложения и линией действия (рис. 3, а). Численная величина силы выражается в технической системе единиц в килограммах (кг), а в системе СИ - в Ньютонах (1 кг = 9,8 Н).

2.1. Силы, действующие на тела

Рис. 3: а) схема действия силы на тело;

b) схема системы сил, действующих на тело: - равнодействующая сила; - уравновешивающая сила; с) сосредоточенная сила и

распределённые силы

Совокупность сил, приложенных к телу, называется системой сил (рис. 3, b). Система сил, под действием которой тело находится в покое, называется уравновешенной системой сил, эквивалентной нулю. Если данная система сил эквивалентна одной силе (рис. 3, b), то эта сила называется равнодействующей данной системы сил. Сила , равная по модулю равнодействующей , но противоположная ей по направлению и действующая вдоль той же прямой, называется уравновешивающей силой (рис. 3, b).

Силы, действующие на тело со стороны других тел, называются внешними. Силы, с которыми частицы данного тела действуют друг на друга, называются внутренними. Сила, приложенная к телу в одной точке, называется сосредоточенной (рис. 3, с). Силы, действующие на все точки данной части поверхности тела, называются распределенными (рис. 3, с).

2. Постулаты покоя материальных тел

Постулат – неочевидное научное утверждение, достоверность которого доказывается экспериментально или - совокупностью теоретических результатов, следующих из экспериментов.

Постулат 1. Если на свободное абсолютно твердое тело действуют две силы, то тело может находиться в равновесии тогда и только тогда, когда эти силы равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны (рис. 4, а).

Рис. 4: а) и b) уравновешенные системы сил

Система сил, под действием которой свободное твердое тело может находиться в покое, называется уравновешенной или эквивалентной нулю. На рис. 4, а показана простейшая уравновешенная система сил: .

Постулат 2. Действие данной системы сил на абсолютно твердое тело не изменится, если к ней прибавить или от неё отнять уравновешенную систему сил (рис. 4, b). - действующая на тело система сил. - добавленная уравновешенная система сил (рис. 4, b).

Постулат 3. Две силы - и , приложенные к телу в одной точке, имеют равнодействующую , равную геометрической сумме этих сил (рис. 5, a).

Рис. 5: а) сложение сил; b) равенство действия противодействию

Постулат 4 - Закон равенства действия противодействию. При всяком действии одного тела на другое имеет место такое же по величине, но противоположное по направлению противодействие (рис. 5, b). Равновесие при этом не достигается, т.к. силы приложены к разным телам.