Тема 1. ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
1.1 Задачи раздела «Статика»
Статика твердого тела – это раздел теоретической механики[1, 2], в котором рассматривается преобразование системы сил в эквивалентные им системы и определяются условия равновесия твердых тел под действием разных систем сил.
Таким образом, в разделе «Статика» решаются две основные задачи.
Вторая задача решается всегда после решения первой задачи. Такие задачи статики будем решать для разных систем сил. Системы сил различаются в зависимости от расположения их в пространстве. Имеют место шесть разных систем сил:
1.2 Основные понятия раздела «Статика». Первая группа понятий,
Связанная с силами
Первая группа понятий связана с мерами взаимодействия тел. К ним принадлежат:
1) сила;
2) система сил;
3) эквивалентные системы сил;
4) уравновешенная система сил;
5) главный вектор системы сил;
6) равнодействующая системы сил;
7) пара сил, момент пары сил;
8) момент силы относительно центра;
9) момент силы относительно оси;
10) главный момент системы сил.
Сначала остановимся на первых шести понятиях.
1. Сила – это физическая величина, которая является мерой взаимодействия материальных объектов, она указывает на интенсивность и направление данного взаимодействия.
Признаки силы:
а) векторная величина;
б) точка приложения (может быть т. А, может быть т. В, рис.1.1);
в) модуль силы (обозначаем вместо 
просто F);
г) направление.
Рисунок 1.1
| Для теоретической механики твердого тела важной является линия действия силы - прямая, по которой действует сила (линия CD, рис. 1.1). Первое свойство силы. Действие силы на абсолютно твердое тело (АТТ) не изменится, если силу перенести в другую точку по линии ее действия. Сила – скользящий вектор! |
Докажем. Пусть на тело действует сила 
в точке А (рис. 1.2). Приложим в точке В систему двух сил 
модули которых равны модулю силы то есть 
.Система трех сил 
эквивалентна силе 
, потому что система 
– уравновешена.
|
Рисунок 1.2
Замечание: если тело не абсолютно твердое, сила не является скользящим вектором. Например: имеем составную арку (в точке С – шарнир). Нельзя силу переносить из левой части арки на правую.
Рисунок 1.3
По способу действия сил на материальный объект различают:
а) сосредоточенные силы – действующие в конкретных точках;
б) распределенные силы – действующие в каждой точке определенного участка. Это может быть равномерно-распределенная нагрузка интенсивности q, Н/м (рис. 1.4), или распределенная по закону треугольника (рис. 1.5), или по закону криволинейной трапеции (рис. 1.6).
| Рисунок 1.4 | Рисунок 1.5 | Рисунок 1.6 |
Во всех этих случаях распределенная нагрузка заменяется одной силой 
, величина которой равняется площади соответствующей фигуры, и приложена сила в центре тяжести этой площади.
2. Система сил - это совокупность всех сил, которые действуют на данный материальный объект. Силы, которые принадлежат данной системе сил, будем заключать в круглые, или другие скобки 
, 
.
3. Две системы сил называются эквивалентными, если их взаимная замена не нарушает состояния твердого тела, то есть они одинаково действуют на твердое тело. Эквивалентные системы сил в дальнейшем будем обозначать знаком эквивалентность (~) или (º), напр., 
.
4.Уравновешенной системой сил называется такая система сил, прикладывание которой к твердому телу не нарушает его состоянию. Если уравновешенная система сил не нарушает состояния твердого тела, то ее действие на твердое тело фактически равняется нулю, следовательно, уравновешенная система сил эквивалентна нулю 
.
Дата добавления: 2016-03-15; просмотров: 956;