16.2 Равновесие объекта под действием произвольной
плоской системы сил
16.3 Равновесие объекта под действием произвольной
пространственной системы сил
Теоретическая механика является составной частью физики и является естественнонаучной дисциплиной.
В теоретической механике изучаются механические движения объектов под действием сил. Каждое из этих понятий: механическое движение и объект разберем ниже.
Дисциплина делится на три раздела - СТАТИКУ, КИНЕМАТИКУ, ДИНАМИКУ.
В статике изучаются законы приведения сил, условия равновесия сил, действующих на объект. В статике рассматривается равновесие объекта под действием сил в состоянии покоя.
В кинематике рассматриваем движение объекта или кинематические характеристики без действия сил на них.
В динамике, основном разделе теоретической механики, рассматривается движение объекта под действием на него сил и исследуются его кинематические характеристики.
Для того, чтобы решать задачи механики - движение объекта под действием сил, необходимо знание двух первых разделов теоретической механики - статики и кинематики.
Начнем изучение теоретической механики с раздела «Статики». Сначала познакомимся с понятиями.
1.Объект. Силы и их классификация
1.1 Объект
В качестве объекта в механике рассматриваются точка, твердое тело и механическая система точек и тел.
точка это тело, у которого нет размеров, точка имеет массу. Точка находится в пространстве или на плоскости. Траектория её является кривая или прямая. Надо сказать, что в статике рассматривается равновесие объекта в покое, т.е. при остановленном времени
После равновесия точки перейдем к системе материальных точек, связанных между собой, которая представляет либо:
Тело, которое обладает размерами, может быть объемным, плоским и объектом, который имеет только один размер. Тело может находиться в одном из пяти движений: поступательном, вращательном, плоском, сферическом, общем случае. Равновесие тела рассматриваем также в покое.
В теоретической механике согласно аксиоме отвердевания рассматриваются тела, как абсолютно твердые, они не деформируются (не изменяют свою форму) и расстояние между любыми точками тела всегда остается постоянным (см. рис.1).
Кроме точки и твердого тела рассматривается механическая система. Слово «механическая» означает, что система находится в механическом движении, система состоит из нескольких тел, связанных между собой, например, кривошипно-шатунный механизм; редуктор и т.д. Движение объекта по отношению к неподвижной системе координат или по отношению к наблюдателю называется механическим движением. Изменение положения объекта в пространстве и во времени является механическим движением.
В теоретической механике рассматривается неизменяемые механические системы, т.е. идеальные системы, когда существующая связь между телами остается идеальной всегда, например, механизм подъема состоит из лебедки и груза, которые связаны между собой тросом, трос это связь (нить), считается идеальной, он растягивается и не сжимается (см. рис.2). Это положение лежит в основе аксиомы 3, которая будет рассмотрена ниже (см. п.2, с. 22).
После изучения разделов «Статика» и «Кинематика» параллельно с изучением раздела «Динамика» Вы изучаете курс «Сопротивление материалов», где будете рассматривать различные деформации тел, а пока рассматриваем абсолютно твердые тела и неизменяемые системы.
Рис. 1 Рис. 2
Вопросы для самоконтроля
Какие разделы есть в теоретической механике?
Что изучается в разделе «Статика»?
На какие группы делится объект?
Чем отличается абсолютно твердое тела от нетвердого?
Каким признаком обладают неизменяемые системы?
Что называется механическим движением?
Чем отличается точка от тела?
Задание 1.
Разделите предложенные объекты (точка, тело, система тел) на три группы. В качестве объекта может быть: мяч, табуретка, пуля, кнопка, куб, каток, мотор, механизм подъема, кривошипно-шатунный механизм, редуктор, доска, ластик, кульман.
Задание 2. Приведите примеры, где рассматриваются твердое тело и нетвердое; изменяемая система и неизменяемая.
Задание 3. Приведите примеры, которые рассматривают механическое движение и немеханическое.
Задание 4. Приведите примеры, в которых рассматривается состояние объекта в покое и не в покое.