Основные понятия статики

_{Сила – количественная мера механического взаимодействия тел.}

_{Сила – величина векторная и, как всякий вектор, характеризуется тремя параметрами: модулем (численная величина), точкой приложения и направлением.}

Направление на рисунке определяется стрелкой. Силу обозначают черточкой над буквой ( ), а модуль силы буквой без черточки ( ). В системе единиц СИ сила измеряется в Ньютонах ( ).

_{Особое место занимает линия действия силы, так как силу можно переносить вдоль линии, но так чтобы сила не покинула тело (в случае системы тел).}

_{Эквивалентные системы сил – это силы, которые оказывают одинаковые действие на твердое тело.}

_{Свободное твердое тело – это тело, к которому не приложены силы и которому под действием силы можно сообщить любое перемещение в пространстве.}

_{Если система сил эквивалентна нулю, то такая система сил называется уравновешенной.}

_{Если система сил эквивалентна одной силе, то эта сила называется равнодействующей данной системы сил.}

Аксиомы статики

_{1) Аксиома инерции: Под действием взаимно уравновешивающихся сил материальная точка (тело) находится в состоянии покоя или движется прямолинейно и равномерно.}

_{2) Аксиома равновесия двух сил: Две силы, приложенные к абсолютно твердому телу, будут уравновешены тогда и только тогда, когда они равны по модулю, действуют по одной прямой и направлены в противоположные стороны.}

_{3) Аксиома присоединения и исключения уравновешивающихся сил: Действие системы сил на абсолютное твердое тело не изменится, если к ней прибавить или отнять уравновешенную систему сил.}

_{Следствие: Действие силы на абсолютное твердое тело не изменится, если перенести точку приложения силы вдоль ее линии действия. Т.е. сила, приложенная к абсолютному твердому телу – скользящий вектор.}

_{4) Аксиома параллелограммы сил: Равнодействующая двух пересекающихся сил приложена в точке их пересечения и изображается диагональю параллелограммы, построенной на этих силах.}

_{5) Аксиома равенства действия и противодействия: Всякому действию соответствует равное и противоположно направленное противодействие.}

_{6) Принцип отвердевания: Равновесие сил, приложенных к деформирующемуся телу, сохраняется при его затвердевании (условия равновесия являются здесь необходимыми, но недостаточными).}

Основные типы связей и их условные обозначения

_{Связями называются другие тела, ограничивающие перемещение данного тела в пространстве.}

_{Реакцией связи называется сила или совокупность сил, с которыми связь действует на тело. Реакция связи всегда направлена в сторону, противоположную той, куда связь не дает переместиться телу.}

_{Приведем примеры основных типов связей, встречающихся при решении задач произвольной плоской системы сил.}

_{1. Гладкая поверхность}

_{Реакция направлена по общей нормали к поверхности (рис. 1). Если одна из поверхностей вырождается в точку, то реакция направлена по нормали к другой поверхности (рис. 2).}

_{Рис. 1 Рис. 2}

_{2. Цилиндрический шарнир с неподвижным основанием (неподвижный шарнир)}

Реакция лежит в плоскости, перпендикулярной оси шарнира, проходит через нее, и направление ее неизвестно (рис. 3,4). Чтобы не определить это направление в плоскости, реакцию раскладывают на две составляющие: .

_{Рис. 3 Рис. 4}

_{3. Цилиндрический шарнир с подвижным основанием (подвижный шарнир)}

_{Реакция проходит через ось шарнира и направлена перпендикулярно поверхности, по которой возможно перемещение шарнира (рис. 5).}

_{Рис. 5}

_{4. Гибкая нерастяжимая нить (веревка, трос, цепь, канат)}

_{Реакция направлена по нити в сторону точки подвеса (от тела, равновесия которого рассматривается) (Рис. 6).}

_{Рис. 6}

_{5. Стержень}

_{Реакция невесомого стержня, направлена вдоль стержня (рис. 7).}

_{Рис. 7}

_{6. Жесткая заделка (или жесткое защемление)}

_{Возникает произвольно направленная реакция и момент (рис. 8). Реакцию, как и в случае цилиндрического шарнира, раскладывают на две составляющие.}

_{Рис. 8}