Статика

ВСТУП

Теоретична механіка – це наука про найзагальніші закони механічного руху та механічної взаємодії матеріальних тіл.

Механічним рухом називається зміна положення одного тіла відносно іншого, яка відбувається в просторі з плином часу.

Механічною взаємодією називаються такі взаємодії матеріальних тіл, які змінюють або намагаються змінити характер їх механічного руху чи форми (створити деформацію).

Теоретична механіка належить до фундаментальних дисциплін та створює основу багатьох інженерних дисциплін.

В основі теоретичної механіки лежать закони, що називаються законами класичної механіки або законами Ньютона, які встановлені шляхом узагальнення результатів великої кількості експериментів і спостережень. Їхня справедливість перевірена багатовіковою практичною діяльністю людини.

Для вивчення всієї різноманітності механічних явищ теоретична механіка узагальнена в три розділи, які розглядаються в сукупності: статика, кінематика і динаміка.

СТАТИКА.

Основні поняття та аксіоми статики

Статика – це розділ теоретичної механіки, в якому вивчають силу, методи перетворення еквівалентних систем сил та встановлюють умови рівноваги сил, прикладених до твердого тіла.

1.1. Основні поняття та визначення

Матеріальна точка – фізичне тіло певної маси, розмірами якого можна знехтувати при вивченні його руху

Системою матеріальних точок називається така сукупність матеріальних точок, в якій положення і рух кожної точки залежать від положення і руху інших точок цієї системи.

Тверде тіло є системою матеріальних точок.

Абсолютно тверде тіло – тіло, в якому відстані між двома довільними його точками залишаються незмінними. Вважаючи тіла абсолютно твердими, не враховують деформацій, які виникають у реальних тілах.

Кінематичний стан тіла – стан спокою або руху певного характеру, в якому тіло може знаходитись.

Сила – величина, яка є мірою механічної взаємодії двох тіл і визначає інтенсивність та напрямок цієї взаємодії (рисунок 1). Одиницею вимірювання сили в системі СІ є ньютон (1 Н).

Рисунок 1

Системою сил називається сукупність сил, що діють на матеріальне тіло або точку

{ ₁, ₂,..... } або { }, де (рисунок 2).

Рисунок 2

Еквівалентними системами сил називаються такі дві системи сил { ₁, ₂,..... } і { , ,..... }, кожну з яких можна замінити іншою, не порушуючи кінематичний стан твердого тіла:

{ ₁, ₂,..... } { , ,..... }.

Рівнодійною системи сил називається сила , яка еквівалентна системі сил { ₁, ₂,..... }. { ₁, ₂,..... } .

Зрівноважуючею силою називається сила , що дорівнює за модулем рівнодійній та спрямована вздовж лінії її дії протилежно (рисунок 3): = - .

Рисунок 3

Зрівноважена система сил – система сил, під дією якої тіло знаходиться у рівновазі. Зрівноважена система сил еквівалентна нулю.

{ ₁, ₂,..... } 0