Статыка - гэта ... Тэарэтычная механіка, статыка

Статыка - гэта навука аб метадах колькаснай ацэнкі сілы ўзаемадзеяння паміж целамі. Гэтыя сілы адказваюць за падтрыманне раўнавагі, рух тэл або змяненне іх формы. У паўсядзённым жыцці можна ўбачыць мноства разнастайных прыкладаў кожны дзень. Руху і змены формы маюць вырашальнае значэнне для функцыянальнасці як штучных, так і прыродных аб'ектаў.

паняцце статыкі

Асновы статыкі былі закладзеныя больш за 2200 гадоў таму, калі старажытнагрэцкі матэматык Архімед і іншыя навукоўцы таго часу займаліся вывучэннем узмацняльных уласцівасцяў і вынаходствам простых механізмаў, такіх як рычаг і вось. Статыка - гэта раздзел механікі, які мае справу з сіламі, якія ўздзейнічаюць на цела ў стане спакою пры ўмове раўнавагі.

Гэта раздзел фізікі, які робіць магчымымі аналітычныя і графічныя працэдуры, неабходныя для вызначэння і апісання гэтых невядомых сіл. Раздзел "статыка" (фізіка) гуляе важную ролю ў многіх галінах машынабудавання, механічнай, грамадзянскай, авіяцыйнай і біяінжынерыі, якія маюць справу з рознымі наступствамі сіл. Калі цела знаходзіцца ў стане спакою або рухаецца з раўнамернай хуткасцю, то гаворка ідзе аб гэтай галіне фізікі. Статыка - гэта вывучэнне цела ў раўнавазе.

Метады і вынікі дадзенага раздзела навукі аказаліся асабліва карыснымі пры праектаванні будынкаў, мастоў і плацін, а таксама кранаў і іншых падобных механічных прылад. Каб мець магчымасць разлічыць памеры такіх канструкцый і абсталявання, архітэктары і інжынеры павінны спачатку вызначыць сілы, якія дзейнічаюць на іх ўзаемазвязаныя часткі.

аксіёмы статыкі

Статыка - гэта раздзел фізікі, які вывучае ўмовы, пры якіх механічныя і іншыя сістэмы застаюцца ў пэўным стане, якое не змяняецца з часам. Гэты падзел фізікі абапіраецца на пяць асноўных аксіём:

1. Цвёрдае цела знаходзіцца ў стане статычнага раўнавагі, калі на яго дзейнічаюць дзве сілы, якія маюць аднолькавую інтэнсіўнасць, ляжаць на адной лініі дзеяння і накіраваныя ў супрацьлеглыя бакі ўздоўж адной лініі.
2. Цвёрдае цела будзе знаходзіцца ў статычным стане да таго часу, пакуль на яго не акажуць ўздзеянне знешнія сілы або сістэма сіл.
3. Раўнадзейная двух сіл, якія дзейнічаюць у той жа матэрыяльнай кропкі, роўная вектарнай суме двух сіл. Гэтая аксіёма падпарадкоўваецца прынцыпу вектарнага сумавання.
4. Два ўзаемадзейнічаюць цела рэагуюць адзін на аднаго з двума сіламі, роўнымі па інтэнсіўнасці ў процілеглых кірунках ўздоўж адной лініі дзеяння. Гэтая аксіёма таксама называецца прынцыпам дзеяння і процідзеяння.
5. Калі дэфарміруемае цела знаходзіцца ў стане статычнага балансу, яно не парушыцца, калі фізічнае цела застанецца ў цвёрдым стане. Гэтую аксіёму таксама называюць прынцыпам зацвярдзення.

Механіка і яе раздзелы

Фізіка ў перакладзе з грэцкага (physikos - "натуральны" і "физис" - "прырода") даслоўна азначае навуку, якая займаецца прыродай. Яна ахоплівае ўсе вядомыя законы і ўласцівасці матэрыі, а таксама сілы, якія дзейнічаюць на яе, сярод якіх гравітацыя, цяпло, святло, магнетызм, электрычнасць і іншыя сілы, якія здольныя змяніць асноўныя характарыстыкі прадметаў. Адным з раздзелаў навукі з'яўляецца механіка, якая ўключае такія важныя падраздзелы, як статыка і дынаміка, а таксама кінематыка.

Механіка - раздзел фізікі, які займаецца вывучэннем сіл, аб'ектаў або целаў, якія знаходзяцца ў спакоі або ў руху. Гэта адзін з найбуйнейшых суб'ектаў у галіне навукі і тэхнікі. Задачы па статыцы ўключаюць у сябе вывучэнне стану тэл пад уздзеяннем розных сіл. Кінематыка - раздзел фізікі (механікі), які вывучае перасоўванне аб'ектаў па-за залежнасці ад сіл, якія выклікаюць рух.

Тэарэтычная механіка: статыка

Механіка - гэта фізічная навука, якая разглядае паводзіны тэл пад дзеяннем сіл. Вылучаюць 3 катэгорыі механікі: абсалютна цвёрдага цела, дэфармаваных тэл і вадкасці. Цвёрдае цела - гэта цела, якое не дэфармуецца пад дзеяннем сіл. Тэарэтычная механіка (статыка - частка механікі абсалютна цвёрдага цела) уключае таксама і дынаміку, якая, у сваю чаргу, падзяляецца на кінематыку і кінэтыку.

Механіка дэфармаванага цела займаецца пытаннямі размеркавання сіл ўнутры цела і выкліканых у сувязі з гэтым дэфармацый. Гэтыя ўнутраныя сілы выклікаюць пэўныя напружання ў целе, якія ў канчатковым выніку могуць прывесці да змены самога матэрыялу. Гэтыя пытанні вывучаюцца на курсах сопромата па супраціву матэрыялаў.

Механіка вадкасці - гэта раздзел механікі, якая займаецца пытаннямі размеркавання сілаў унутры вадкасцей або газаў. Вадкасці шырока выкарыстоўваюцца ў інжынерыі. Яны могуць быць класіфікаваны як несжимаемые або сціскацца. Абласцямі прымянення з'яўляюцца гідраўліка, аэракасмічная галіну і многія іншыя.

Паняцце аб дынаміцы

Дынаміка мае справу з сілай і рухам. Адзіны спосаб змяніць рух цела - гэта выкарыстоўваць сілу. Нароўні з сілай дынаміка вывучае іншыя фізічныя паняцці, сярод якіх наступныя: энергія, імпульс, калізія, цэнтр цяжару, крутоўны момант і момант інэрцыі.

Статыка і дынаміка з'яўляюцца цалкам супрацьлеглымі станамі. Дынаміка - гэта вучэнне аб целах, якiя не знаходзяцца ў раўнавазе, пры гэтым узнікае паскарэнне. Кінетыка займаецца вывучэннем сіл, якія выклікаюць рух, або сіл, якія ўзнікаюць у выніку руху. У адрозненне ад такога паняцця, як статыка, кінематыка - вучэнне аб руху цела, у якім не ўлічваецца той факт, якім менавіта чынам вырабляецца рух. Часам яе называюць "геаметрыяй руху".

кінематыка

Кінематычныя прынцыпы часта ўжываюцца для аналізу вызначэння пазіцыі, хуткасці і паскарэння ў розных частках абсталявання падчас яго эксплуатацыі. Кінематыка разглядае рух кропкі, цела і сістэмы тэл без разгляду прычын руху. Рух апісваецца вектарам велічынь, такіх, як перамяшчэнне, хуткасць і паскарэнне нароўні з указаннем сістэмы адліку. Розныя праблемы ў кінематыцы вырашаюцца з дапамогай ўраўненні руху.

Механіка - статыка: фундаментальныя велічыні

Гісторыя механікі налічвае не адно стагоддзе. Асноўныя прынцыпы статыкі былі распрацаваны ўжо даўным-даўно. Разнастайныя рычагі, нахільныя плоскасці і іншыя прынцыпы былі неабходныя ў часы ранніх цывілізацый для пабудовы, напрыклад, такіх велізарных канструкцый, як піраміды.

Фундаментальнымі велічынямі ў механіцы з'яўляюцца даўжыня, час, маса і сіла. Першыя тры называюцца абсалютнымі, не якія залежаць адзін ад аднаго. Сіла не з'яўляецца абсалютнай велічынёй, паколькі яна звязана з масай і зменамі хуткасці.

даўжыня

Даўжыня - гэта велічыня, якая выкарыстоўваецца для апісання становішча кропкі ў прасторы адносна іншага пункта. Гэта адлегласць называецца стандартнай адзінкай даўжыні. Агульнапрынятай стандартнай адзінкай вымярэння даўжыні з'яўляецца метр. Гэты стандарт фарміраваўся і ўдасканальваўся на працягу многіх гадоў. Першапачаткова гэта была адна дзесяцімільённая частка зямной паверхні квадранце, з дапамогай якой вырабляць вымярэнні было даволі складана. 20 кастрычніка 1983 годзе метр быў вызначаны як даўжыня шляху, пройдзенага святлом у вакууме за 1 / 299,792,458 секунды.

час

Час - гэта пэўны інтэрвал паміж двума падзеямі. Агульнапрынятай стандартнай адзінкай часу з'яўляецца секунда. Другі быў першапачаткова вызначаны як 1 / 86,4 сярэдняга перыяду звароту Зямлі вакол сваёй восі. У 1956 году вызначэнне секунды было ўдасканалена і склала 1 / 31,556 часу, неабходнага для поўнага абароту, які здзяйсняе Зямля вакол Сонца.

маса

Маса - гэта ўласцівасць матэрыі. Яе можна разглядаць як колькасць рэчывы, які змяшчаецца ў целе. Гэтая катэгорыя вызначае ўздзеянне цяжару на цела і супраціў зменам у руху. Гэты супраціў змене руху завецца інэрцыяй, якая з'яўляецца вынікам масы цела. Агульнапрынятай адзінкай масы з'яўляецца кілаграм.

сіла

Сіла - гэта вытворная адзінка, але вельмі важны блок ў вывучэнні механікі. Яна часта вызначаецца як дзеянне аднаго цела на іншае, а таксама можа быць ці не быць вынікам прамога кантакту паміж целамі. Гравітацыйныя і электрамагнітныя сілы з'яўляюцца прыкладамі выніку такога ўздзеяння. Існуе два прынцыпу ўздзеяння, сіл, якія імкнуцца змяніць руху сістэмы і якія маюць тэндэнцыю да яе дэфармацыі. Асноўнай адзінкай сілы з'яўляецца Ньютан ў сістэме СІ і фунт ў ангельскай сістэме.

ўраўненні раўнавагі

Статыка мяркуе, што прадметы, пра якія ідзе гаворка, з'яўляюцца абсалютна цвёрдымі. Сума ўсіх сіл, якія дзейнічаюць на цела ў стане спакою, павінна быць роўная нулю, гэта значыць якія ўдзельнічаюць сілы ўраўнаважваюць адзін аднаго і не павінна быць ніякай тэндэнцыі для сіл, здольных павярнуць цела вакол любой восі. Гэтыя ўмовы з'яўляюцца незалежнымі адзін ад аднаго, і іх выраз у матэматычнай форме складае так званыя ўраўненні раўнавагі.

Існуе тры ўраўненні раўнавагі, і таму толькі тры невядомыя сілы могуць быць вылічаныя. Калі невядомых сіл будзе больш за тры, гэта азначае, што кампанентаў у структуры або машыне некалькі больш, чым патрабуецца для падтрымання пэўных нагрузак, ці што існуе больш абмежаванняў, чым неабходна, каб утрымаць цела ад перамяшчэння.

Такія непатрэбныя кампаненты або абмежаванні называюцца залішнімі (напрыклад, стол на чатырох ножках мае адну залішнюю), і сістэма сіл з'яўляецца статычна неазначальнай. Лік раўнанняў, даступных у статыцы, абмежавана, так як любое цвёрдае цела застаецца цвёрдым пры любых умовах, незалежна ад формы і памеру.