1 Основные общие понятия и определения

Общими для всех разделов теоретической механики являются следующие понятия, определения и термины.

1. Кинематическое состояние - состояние покоя (равновесия) материального тела или состояние его движения определенного характера и вида.

2. Механическое движение - изменение с течением времени взаимного расположения материальных тел или их частей в пространстве. Механическое движение - низшая (простейшая) форма движения (способа существования) материи.

3. Механическое взаимодействие - взаимодействие материальных тел, которое изменяет или стремится изменить характер их механического движения.

4. Материальное тело - физическое тело, имеющее определенную форму и размеры, и содержащее определенное количество материи данного вида.

5. Материальная точка - научная абстракция (физическая модель), которой заменяется материальное тело, размеры и форму которого в рассматриваемой задаче можно не учитывать. Во внимание принимается только масса материального тела.

6. Абсолютно твердое тело - научная абстракция (физическая модель), которой заменяют материальное тело, наделяемое тем самым абсолютной несжимаемостью, твердостью, недеформируемостью, в результате чего расстояние между любыми точками материального тела всегда остается неизменным. Принято для краткости абсолютно твердое тело называть просто - твердое тело .

7. Свободное твердое тело - твердое тело, перемещение которого в пространстве ничем не ограничено (не ограничено другими телами). Например, любое твердое тело в полете: снаряд, пуля, мяч и т.п.

8. Несвободное твердое тело - твердое тело, которое связано с другими телами, препятствующими его перемещению в пространстве. Например, всякое твердое тело, лежащее на земле или перемещающееся вдоль твердых поверхностей, опирающихся на землю.

9. Механическая система - совокупность материальных тел и (или) материальных точек, в которой положение и движение одного тела (точки) зависит от положения и движения других тел (точек) механической системы.

10. Свободная механическая система - механическая система, перемещение которой в пространстве ничем не ограничено. Например, всякая механическая система в полете: самолет, ракета, птица, система планет и т.п.

11. Несвободная механическая система - механическая система, перемещение которой в пространстве ограничено твердыми телами (поверхностями), не входящими в данную механическую систему. Например, всякая механическая система, покоящаяся на земле или перемещающаяся относительно нее: автомобиль, поезд, станок, мост, здание и т.п.

1 2. Сила - мера механического взаимодействия материальных тел, определяющая интенсивность и направление этого взаимодействия. Сила - вектор, характеризующийся величиной (длиной) и направлением, которому присущи следующие атрибуты (элементы): модуль, направление, точка приложения, линия действия - прямая, по которой направлена сила. Сила показана на рисунке 2а, где - сила; - модуль (численное значение без знака, длина вектора ); - точка приложения силы; - линия действия силы ; направление действия силы указывает стрелка 

13 Система сил - совокупность двух или нескольких сил, приложенных к рассматриваемому телу, точке.

14. Равнодействующая сила - сила, эквивалентная некоторой системе сил (равноценная, оказывающая такое же действие, как данная система сил).

15. Уравновешивающая сила - сила, равная по модулю равнодействующей силе и направленная по ее линии действия в противоположную сторону.

16. Пара сил - совокупность двух равных по модулю, противоположно направленных параллельных сил , линии действия , которых не совпадают (см. рисунок 2).

Пара сил характеризуется следующими атрибутами (элементами): модуль сил составляющих пару ; плоскость действия пары сил- плоскость, в которой расположены сил, составляющих пару; плечо пары сил - кратчайшее расстояние между сил.

Пара сил определяет интенсивность и направление механического взаимодействия, в результате которого рассматриваемое тело стремится повернуться в направлении параллельном плоскости действия пары сил.

ЛД₁ЛД₂

Рисунок 2 - К определению силы (а) и пары сил (б)

17. Связь - твердое тело (твердая поверхность) или совокупность твердых тел (поверхностей), которые ограничивают перемещение рассматриваемого тела в пространстве. Например, поверхность стола является связью для тела, лежащего на ней или движущегося вдоль нее; рельсы - связь для поезда, покоящегося на них или движущегося по ним; нить и потолок - связь для тела, подвешенного на нити к потолку; дверные петли (цилиндрические шарниры) - связи для двери, прикрепленной шарнирами к косяку.

18. Реакции связи - силы, которые отражают механическое взаимодействие рассматриваемого тела и связи, ограничивающей его перемещение в пространстве. Реакции связи, как и всякие силы, отражают интенсивность, направление и характер этого механического взаимодействия.

Количество и вид (характер) реакций данной связи зависят от того, в скольких направлениях, каким перемещениям рассматриваемого тела, и каким образом препятствует данная связь, то есть от конструкции связи как опоры, опорного узла (см. таблицу и рисунки 1.2 - 7.2; 1.3 - 7.3). На рисунках точка , называемая центром связи, - точка, в которой к рассматриваемому телу приложены реакции связи .

19. Система отсчета - научная математическая абстракция (модель) материального тела, относительно которого с течением времени перемещаются другие тела, и относительно которого определяется их местоположение, система отсчета, иначе, - система координат [4,5].

20. Пространство - способ (форма) существования материи. Философская категория, характеризующая структурность и протяженность материальных объектов, систем. Пространство обладает всеобщими свойствами: протяженностью, единством прерывности и непрерывности [2,3]. В классической механике Пространство рассматривается как трехмерное евклидово Пространство [4].

21. Время - кинематический параметр, как философская категория Время - способ (форма) существования материи, а именно: Время - форма последовательной смены явлений и состояний материи, характеризующая длительность их бытия [2, 3]. В классической механике Время предполагается универсальным, т.е. одинаковым для всех систем отсчета и не зависящим от движения одной системы отсчета относительно другой и обладающим свойствами: длительность, повторимость и необратимость [5].

Трехмерное евклидово Пространство и универсальное Время отражают реальные свойства пространства и времени в условиях относительно медленных движений [5].

Таблица - Некоторые виды связей (типы опор) и их реакции

Название связи (тип опоры)	Условное изображение	Реакции связи	Название реакций связи, их изображение и размерность
1	2	3	4
1.Цилиндрический шарнир неподвижный	Рисунок 1.2	Рисунок 1.3	- реактивная сила, Н
2.Цилиндрический шарнир подвижный	Рисунок 2.2	Рисунок 2.3	- реактивная сила, Н
3. Невесомый жесткий стержень c шарнирами	Рисунок 3.2	Рисунок 3.3	- реактивная сила, Н
4. Жесткая заделка (защемление в неде- формируемое основание)	Рисунок 4.2	Рисунок 4.3	- реактивная сила, Н - момент реактивной пары сил, Н· м
5.Опора скольжения неподвижная (ползушка)	Рисунок 5.2	Рисунок 5.3	реактивная сила, Н - момент реактивной пары сил, Н. м
1	2	3	4
6.Опора скольжения подвижная	Рисунок 6.2	Рисунок 6.3	- момент реактивной пары сил, Н. м
7. Подпятник подвижный	Рисунок 7.2	Рисунок 7.3	- реактивная сила, Н - момент реактивной пары сил, Н. м