|
|
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СТАТИКИОбщие сведения Материальной точкой называют геометрическую точку, обла- дающую массой. Абсолютно твердым телом называют такое материальное те- ло, в котором расстояние между любыми двумя точками всегда остается неизменным. Способность тел сопротивляться изменению их формы и разме- ров называется жесткостью. Мера механического действия одного материального тела на другое называется силой. Сила – величина векторная. Она опреде- ляется, во-первых, числовым значением (модулем), во-вторых, точ- кой приложения (местом контакта взаимодействующих тел), в-третьих, направлением действия. В Международной системе единиц (СИ) сила выражается в ньюто- нах (сокращенное обозначение Н). 1 Н – небольшая сила, поэтому ча- сто употребляют кратные единицы – килоньютон (1 кН = 103 Н) и ме- ганьютон (1 МН = 106 Н). Как всякий вектор силу можно изобразить графически в виде направленного отрезка (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Векторы сил
Рис. 1.2. Сила тяжести
Несколько сил, действующих на какое-либо одно твердое тело, называются системой сил. Силы, действующие на твердое тело со стороны других тел, на- зываются внешними. Силы, действующие на материальные точки твердого тела со стороны других точек того же тела, называются внутренними. Аксиомы статики Аксиома 1 (принцип инерции). Всякая изолированная ма- териальная точка находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока приложенные силы не выведут ее из этого состояния. Состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения точки называют равновесием. Аксиома 2 (условие равновесия двух сил). Две силы, прило- женные к твердому телу, образуют уравновешенную систему толь- ко тогда, когда они равны по модулю и действуют вдоль одной прямой в противоположные стороны (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Равновесие тела при действии на него двух сил
Аксиома 3 (принцип присоединения и исключения уравно- вешенных сил).Действие данной системы сил на твердое тело не изменится, если к ней прибавить или от нее отнять уравновешен- ную систему сил. Следствие.Силу, приложенную к твердому телу, можно перено- сить вдоль линии ее действия в любую другую точку, действие си- лы на тело при этом не нарушится (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Перенос силы по линии ее действия
Свойство вектора силы справедливо только в теоретической ме- ханике (механике абсолютно твердого тела). Аксиома 4 (правило параллелограмма). Две приложенные к точке тела силы имеют равнодействующую, приложенную в той же точке и равную диагонали параллелограмма, построенного на этих силах как на сторонах (рис. 1.5).
а б
Две силы
Рис. 1.5. Параллелограмм сил
Аксиома 5 (закон действия и противодействия). Силы взаи- модействия двух твердых тел друг на друга равны по модулю и направлены по одной прямой в противоположные стороны.
Рис. 1.6. Взаимодействие тел
Аксиома 6 (принцип отвердевания). Если деформируемое тело находится в равновесии, то равновесие этого тела не нарушится, если, не изменяя формы, размеров, положения в пространстве, оно превратится в абсолютно твердое тело, т. е. затвердеет. 1.3. Твердое тело называется свободным, если оно может переме- щаться в пространстве в любом направлении. В качестве примера свободного тела приведем летящий воздушный шар или ракету в космосе. Твердое тело называется несвободным, если его переме- щение в пространстве ограничено какими-либо другими телами. Все тела, которые так или иначе ограничивают перемещение данного тела, называются его связями. Задача определения реакций связей – одна из основных задач статики.
Некоторые разновидности связей и правила определения их реакций 1. Свободное опирание тела о связь(тело изображено в виде бруска, а связь заштрихована, рис. 1.7).
Рис. 1.7. Реакции при свободном опирании тел
2. Гибкая связь(рис. 1.8). Реакции нитей или цепей всегда направлены вдоль самих связей в сторону от тела к связи.
Рис. 1.8. Реакции гибких нитей
3. Стержневая связь(рис. 1.9). Реакции стержневых связей направлены вдоль прямой, проходящей через оси концевых шарни- ров.
Рис. 1.9. Реакции при шарнирном закреплении стержня
4.
а б
а – схемы и направление реакций; б – условные изображения 5. Шарнирно-неподвижная опора(рис. 1.11). Такая опора дает возможность телу свободно поворачиваться около шарнира, но пре- пятствует поступательному перемещению тела в любом направле- нии, перпендикулярном оси шарнира.
Рис. 1.11. Шарнирно-неподвижная опора. Условное изображение и направление реакций
6. Глухая заделка (жесткое защемление)(рис. 1.12). Такая за- делка исключает любое перемещение тела.
A А б Рис. 1.12. Глухая заделка: а – условное изображение; б – направление реакции 
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз (рис. 1.2).
F1
F1 и
F2 приложены к разным точкам тела, но линии
Шарнирно-подвижная опора(рис. 1.10). Такая опора пред- ставляет собой видоизменение свободного опирания.
F