- •Новосибирский Государственный Архитектурно- Строительный Университет (Сибстрин)
- •Экзамен по теоретической механике
- •I. Статика
- •1.1. Аксиомы статики
- •1.1.1. Основные задачи статики
- •1.2. Основные модели механики
- •1.1.2. Основные модели механики
- •1.1.3. Сила
- •1.1.4. Система сил
- •Аксиома 1. Равновесие тела под действием двух сил
- •Аксиома 2. О добавлении уравновешенной системы сил
- •Аксиома 3. Аксиома параллелограмма сил
- •Аксиома 4. Третий закон Ньютона
- •Аксиома 5. Аксиома отвердевания
- •1.1.6. Связи
- •Аксиома 6. Аксиома связей
- •1.1.7. Типы связей
- •I. Статика
- •1.2.Система сходящихся сил
- •1.2.1. Определение
- •1.2.2. Теорема о равнодействующей CCC
- •1.2.2. Аналитический способ определения равнодействующей ССС
- •1.2.3.Геометрический способ определения равнодействующей ССС
- •1.2.4. Условия равновесия тела под действием ССС
- •1.2.5. Уравнения равновесия CCC
- •F1 1.2.6. Теорема о трех силах
- •1.2.7. Алгоритм решения задач статики
- •I. Статика
- •1.3. Момент силы
- •1.3.1. Момент силы относительно точки
- •1.3.1. Момент силы относительно точки
- •1.3.2. Момент силы на плоскости
- •1.3.3. Теорема Вариньона
- •F 1.3.4. Момент силы относительно оси
- •1.3.5. Теорема о связи момент силы относительно точки и оси
- •I. Статика
- •1.4.Система параллельных сил
- •1.4.1. Теорема о равнодействующей двух сил
- •1.4.2. Центр параллельных сил
- •1.4.3. Распределенные силы Распределенные силы
- •1.4.1. Центр тяжести
- •1.4.4. Координаты центра тяжести
- •1.4.5.Методы определения центра тяжести
- •1.4.5. Методы определения центра тяжести
- •1.4.5. Методы определения центра тяжести
- •I. Статика
- •1.5. Теория пар сил
- •1.5.1. Теорема о равнодействующей двух сил
- •1.5.2. Пара сил
- •1.5.3. Момент пары
- •1.5.4. Момент пары как вектор
- •1.5.5. Теорема об эквивалентности пар сил
- •1.5.6. Теорема об сложении пар сил
- •1.5.7. Условия равновесия тела под действием системы пар
- •1.5.8. Жесткая заделка
- •I. Статика
- •1.6. Основная теорема статики
- •1.6.1. Лемма о параллельном переносе силы
- •1.6.2. Главный вектор
- •1.6.3. Главный момент
- •Теорема1.6.4.ТеоремаравнодействующейПуансо (1804 г.)двух сил
- •1.6.5. Уравнения равновесия Равнодействующая СПС
- •1.6.6. Уравнения равновесия ПСС Равнодействующая СПС
- •1.6.7. Статические инварианты
- •1.6.8. Частные случаи приведения
- •1.6.8. Частные случаи приведения
- •I. Статика
- •1.7. Трение
- •1.7.1. Сила трения покоя
- •1.7.2. Определение коэффициента трения
- •1.7.3. Конус трения
- •1.7.4. Заклинивание
- •1.7.5. Сила трения скольжения
- •1.7.6. Сила трения качения
- •I. Статика
- •1.8. Расчет конструкций
- •1.8.1. Плоская ферма
- •1.8.2. Расчет плоской фермы
- •1.8.3. Метод вырезания узлов
- •1.8.4. Метод сечений (Риттера) Метод с чений (Риттера)
- •1.8.5. Расчет составных рам
- •1.8.6.Расчет составной конструкции из балок
- •II.Кинематика
- •2.1. Кинематика точки
- •2.1.1. Задачи кинематики
- •2.1.2. Пространство и время
- •2.1.3. Векторный и координатный способы
- •2.1.4. Естественный способ задания
- •2.1.5. Связь естественного и координатного способов
- •2.1.6. Скорость точки
- •2.1.7. Ускорение точки
- •2.1.8. Тангенциальное и нормальное ускорение
- •2.1.9. Оси естественного трехгранника
- •II.Кинематика
- •2.8. Кинематика ТТ
- •2.2.1. Задание движения ТТ
- •2.2.2. Степени свободы
- •2.2.3. Поступательное движение ТТ
- •2.2.4. Теорема о кинематических характеристиках
- •2.2.5. Вращательное движение ТТ
- •2.2.6. Угловая скорость
- •2.2.9. Угловое ускорение
- •2.2.10. Скорость и ускорение точек ТТ
- •2.2.11. Вращение относительно произвольной оси
- •2.2.12. Передаточные механизмы
- •II. Кинематика
- •2.3. Плоское движение ТТ
- •2.3.1. Определение и мотивация
- •2.3.2. Уравнение плоского движения
- •2.3.3. Теорема о скоростях точек ТТ
- •2.3.4. Теорема о скоростях 2-х точек
- •2.3.5. Теорема о МЦС
- •2.3.6. Нахождение МЦС
- •2.3.7. Теорема о сложении ускорений точек
- •Литература
Аксиома 2. О добавлении уравновешенной системы сил
Действие данной системы сил на твердое тело не
изменится, если к ней прибавить или отнять
уравновешенную систему сил
Следствие из 1-й и 2-й аксиом
Точку приложения силы можно переносить вдоль линии ее действия
Доказательство |
|
|
|
F M |
|
|
|
А |
|
• Приложим систему сил |
(F1, F2 ) ~ 0 |
|
F1 |
|
• Пусть F1 F2 F и их линии |
F2 |
В |
||
действия совпадают |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А2 |
|
А |
L |
А |
|
|
|||
F ~ (F,0) ~ (F,(F1 |
, F2 )) ~ 1((F, F2 ), F1) ~ (0, F1) ~2F1 |
|||
11.1.23..ОСНОВНАКСИОМЫСИОМЫЕСТАТИКИПОНЯТИЯСТАТИКИИ МОДЕЛИ |
11 |
Аксиома 3. Аксиома параллелограмма сил
Две силы, приложенные к твердому телу в одной точке, можно заменить равнодействующей, приложенной в той же точке и равной их геометрической сумме
|
|
|
F1 |
R F1 |
F2 |
R |
|
|
|
|
F2 |
R F 2 |
F 2 |
2F F cos |
|
1 |
2 |
1 |
2 |
Следствие
Силу можно разложить единственным образом по двум заранее выбранным направлениям
11.1.23..ОСНОВНАКСИОМЫСИОМЫЕСТАТИКИПОНЯТИЯСТАТИКИИ МОДЕЛИ |
12 |
Аксиома 4. Третий закон Ньютона
Силы взаимодействия двух тел равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны
F21 |
F |
|
|
|
1 |
12 |
2 |
F12 |
F21 |
|
||||
|
|
|||
|
|
|
Замечание
Силы F21 и F12 приложены к разным телам и не образуют уравновешенной системы сил
11.1.23..ОСНОВНАКСИОМЫСИОМЫЕСТАТИКИПОНЯТИЯСТАТИКИИ МОДЕЛИ |
13 |
Аксиома 5. Аксиома отвердевания
Равновесие деформированного тела не нарушится, если его заменить абсолютно твердым
Замечание
Эта аксиома дает необходимое, но не достаточное условие равновесия деформируемых тел
Пример. Равновесие гибкой нити
|
• Необходимо, чтобы силы |
|
|
были равны по величине и |
|
F1 |
противоположно направлены |
|
F1 |
• Эти силы должны быть |
|
растягивающими |
||
|
11.1.23. ОСНОВНАКСИОМЫСИОМЫЕСТАТИКИПОНЯТСТАТИКИЯ И МОДЕЛИ |
14 |
1.1.6. Связи
•Механическая система называется свободной, если ее перемещения (положения и/или скорости) ничем не ограничены
•Механическая система, перемещения (положения и/или скорости) которой ограничены называется
несвободной
•Ограничения, налагаемые на положения и/или скорости механической системы, называются
связями
11.1.23. ОСНОВНАКСИОМЫСИОМЫЕСТАТИКИПОНЯТСТАТИКИЯ И МОДЕЛИ |
15 |
Аксиома 6. Аксиома связей
Всякое несвободное тело можно рассматривать как свободное, если отбросить связи и заменить их реакциями
Сила реакции связи направлена в сторону, противоположную той, куда связь не позволяет телу перемещаться
N1 |
2 |
k 1 |
k N2 |
|
Nn |
|
k 3 |
|
|
|
k n |
. . . |
N3 |
|
||
|
|
11.1.24..ОСНОВНЫЕАКСИОМЫСВЯЗИ И Р АКЦИИПОНЯТИЯСТАТИКИСВЯЗЕЙИ МОДЕЛИ |
16 |
1.1.7. Типы связей
•Идеальная нить
•Невесомый стержень
•Стержневая опора
•Подвижная шарнирная опора
•Неподвижная шарнирная опора
•Жесткая заделка
•Подпятник
11.1.24..ОСНОВНЫЕАКСИОМЫСВЯЗИ И Р АКЦИИПОНЯТИЯСТАТИКИСВЯЗЕЙИ МОДЕЛИ |
17 |
I. Статика
I.2. Система сходящихся сил
18
1.2.Система сходящихся сил
•Система сходящихся сил (ССС)
•Теорема о равнодействующей ССС
•Условия равновесия произвольной ССС
•Геометрическая интерпретация условий равновесия
•Уравнения равновесия произвольной ССС
•Статически определимые и статически неопределимые системы
1I..24.СТАТИКА.ОСНОВНЫЕСВЯЗИ И Р АКЦИИПОНЯТИЯСВЯЗЕЙИ МОДЕЛИ |
19 |
1.2.1. Определение
Система сил, линии действия которой пересекаются в одной точке, называются системой сходящихся сил (ССС)
F1 
С






































































F2
F3
FN
21.21. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ССС |
20 |
|
|
