5. Модуль 1: основы теоретической механики

Тема 5.1. Статика твердого тела.

Содержание темы. Предмет курса. Основные понятия и определения. Аксиомы статики. Теория моментов сил. Тождественное преобразование систем сил. Условия равновесия тел. Принцип и порядок решения задач статики. Равновесие при наличии трения. Определение центра тяжести тел.

Цель: изучение общих законов механического взаимодействия материальных тел; методов тождественного преобразования систем сил; условий равновесия тел; методов исследования взаимодействия между телами при условии равновесия.

Ключевые слова: механическое движение, механическое взаимодействие, абсолютно твердое тело, сила,, система сил, момент силы, аксиомы статики, связь, реакция связи, равновесие тела.

Рекомендуемая литература по теме: [1], Раздел 1.Статика твердого тела, с. 15…135.

Материально-техническое обеспечение занятия: компьютерная программа для тестирования студентов по основным понятиям и определениям теоретической механики.

Вопросы для самоподготовки

1. Что изучает статика?

2. Какие тела считают абсолютно твердыми?

3. Сформулируйте определение термина «сила».

4. Перечислите характеристики силы. Как принято обозначать силу?

5. Как классифицируют системы сил? Сформулируйте определения видов систем сил.

6. Какую систему сил называют уравновешенной?

7. Какую силу называют равнодействующей? Чему равна равнодействующая уравновешенной системы сил?

8. Сформулируйте аксиомы статики.

9. Методы сложения (разложения) сил?

10. Сформулируйте теорему о проекции равнодействующей.

11. Что называют связью и реакцией связи? Какой принцип определения возможных реакций связи?

12. Чему равен момент силы относительно точки и относительно оси?

13. Момент пары сил и его свойства.

14. Чему равен момент равнодействующей силы?

15. Сформулируйте условия равновесия систем сил.

16. Принцип и порядок решения задач статики.

17. Какое явление называют трением? Какая природа возникновения сил трения скольжения и качения.

18. Что называют коэффициентом трения скольжения и качения?

Тесты по теме

Тест 5.1.1. Какая система сил является сходящейся, (рис.5.1.1)?

Тест 5.1.2. На каких схемах идеальных связей (рис.5.1.2) реакции показаны правильно?

в)

б)

а)

Рис. 5.1.2

Тест 5.1.3. На балку действует система сил

а) пространственная сходящаяся

б) пространственная произвольная

в) плоская сходящаяся

г) плоская произвольная

Рис. 5.1.3

Тест 5.1.4. Значение проекции

равнодействующей системы сил на ось х

а) -10 кН

б) -5 кН

в) 0 кН

г) 5 кН

д) 10 кН

Рис.5.1.4

Тест 5.1.5. Момент силы F относительно точки А (рис.5.1.5)

а) положителен; б) отрицателен; в) равен нулю.

Рис. 5.1.5

Рис. 5.1.6

Тест 5.1.6. Момент силы F относительно точки А (рис.5.1.6) равен

а) ;б) ;в) ;г) .

Тест 5.1.7. На раму (рис. 5.1.7) действует сила F=100 H. Размеры рамы : a=2м, в=0,5м, с=0,5м.

Момент силы F относительно точки А равен

а) M_А(F)= 200 Нм; б) M_А(F)=-200Нм ; в) M_А(F)= -150 Нм.

Тест 5.1.8. В точке А плоскости П приложена сила F под углом α к плоскости, (рис.5.1.8). Момент силы F относительно оси ОZ равен

а) ;б);в).

Тест 5.1.9. При переносе пары сил из сечения 1 в сечение 2 (рис.5.1.9) вращающее действие пары относительно точки А

а) увеличится в два раза; б) уменьшится в два раза; в) не

изменится.

Рис. 5.1.7

Рис. 5.1.8

Рис.5.1.9 5.10

Тест 5.1.10. Сила F перенесена из точки А в точку В. Какой вариант преобразования (рис.5.1.10) не изменяет действия на тело?

Рис. 5.1.10

Тест 5.1.11. Момент результирующей пары сил (рис.5.1.11)

 5 Нм

 9 Нм

 31 Нм

 45 Нм

 12,5 Нм

Рис.5.1.11

Тест 5.1.12. Произвольная система сил приводится

а) к равнодействующей силе;

б) к главному вектору;

в) к главному моменту;

г) к главному вектору и главному моменту.

Тест 5.1.13. Свободное тело находится в равновесии в случае

а) тело неподвижно;

б) тело движется равномерно прямолинейно;

в) тело движется равномерно по окружности.

Тест 5.1.14. Груз F (рис.5.1.12) находится в равновесии. Указать, какая система уравнений равновесия узла В верна

а)

б)

Рис. 5.1.12

Тест 5.1.15. Сила трения при отсутствии сдвигающей силы равна:

– силе трения трогания;

– силе трения скольжения;

– нулю.

Тест 5.1.16. Вектор полной реакции при скольжении тела по шероховатой поверхности может быть направлен (рис.5.1.13):

– F₁ параллельно поверхности;

– F₂ под острым углом к поверхности;

– F₃ перпендикулярно поверхности.

Тест 5.1.17. Какое из выражений определяет значение силы трения скольжения (рис. 5.1.14), где Р – сила тяжести тела.

Рис.5.1.13

Рис.5.1.14