Раздел 2. Динамика и элементы статики

В предыдущей части опорного конспекта по курсу теоретической механики был изложен её раздел – кинематика.

В кинематике изучается механическое движение тел вне связи с теми силами, под действием которых это движение происходит.

Однако между и механическим движением материальных тел и действующими силами существует глубокая связь, устанавливаемая законами механики.

2.1. Введение в динамику и статику

В ходе изучения темы Вам предстоит усвоить понятия и законы. лежащие в основе исследования равновесия или движения материальной точки, твёрдого тела и механической системы под воздействием сил,приложенных к этим объектам. 1. сила как вектор;модуль 2. Если , тоили- первый закон Ньютона; 3. - второй закон Ньютона;- масса ; 4. - третий закон Ньютона; 5. - аксиома (закон) параллелограмма сил (геометрическая сумма двух сил) 6. - аксиома уравновешенности двух сил, приложенных к твёрдому телу (необходимое условие); 7. - закон Кулона для силы трения скольжения;коэффициент трения скольжения,- нормальная реакция ; 8. - момент силы относительно центраОкак алгебраическая величина;- плечо силы относительно центраО; 9. - момент силы относительно центраОкак вектор;– радиус-вектор точки приложения силы; 10. момент силыотносительно оси;проекцияна плоскость; 11. - закон Кулона для пары трения качения;- коэффициент трения качения; 12. - главный вектор системы сил; 13.- главный момент системы сил; Вам необходимо научиться применять эти понятия и законы при решении задач статики и динамики.

2.1.1. Предмет динамики и статики. Основные понятия

Динамика является основным разделом теоретической механики, в котором изучается механическое движение материальных тел под действием приложенных к ним сил. В частном случае покоящегося тела изучается его равновесие под действием сил, что составляет предмет отдельного раздела механики –статики. Поскольку покой можно считать частным случаем движения, то статику можно рассматривать и как частный случай динамики.

Модели, используемые в динамике и статике те же, что и в кинематике: материальная точка механическая система, абсолютно твёрдое тело. Однако, в отличие от кинематики в динамике материальная точка наделяется физической характеристикой – инертной массой, являющейся мерой «материальности » точки и измеряемой в системе СИ в килограммах (за массу в 1кг принят эталон из платиново-иридиевого сплава).

Центральным понятием механики является сила.Сила – векторная величина, являющаяся мерой механического взаимодействия материальных тел. В системе СИ величина силы измеряется в ньютонах (обозначение – 1Н;). Помимо численного значения (модуля), сила характеризуется точкой приложения и направлением в пространстве, т.е. математически может трактоваться как приложенный вектор. На рис. 2.1.1 сила, приложенная к точкеМ, представлена вектором, прямаяАВ,на которой расположен вектор, обозначаетлинию действия силы.

Совокупность (множество) сил, действующих на тело одновременно, называется системой сил.

Результат действия сил на материальные тела в простейших случаях устанавливается законами Галилея-Ньютона.