ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механическое движение. Равновесие из "Основы технической механики Издание 2 " В механике изучают законы взаимодействия и движения материальных тел. Механическим движением называют происходящее с течением времени изменение положения тел или точек в пространстве. [c.5] Частным случаем движения является состояние покоя. Покой всегда имеет относительный характер, так как покоящееся тело рассматривается как неподвижное по отношению к некоторому другому телу, которое, в свою очередь, может перемещаться в пространстве. Абсолютно неподвижных тел в природе нет. Например,. мы говорим, что станина машины или фундамент сооружения находится в покое. Они действительно неподвижны относительно Земли, но вместе с ней совершают сложное движение вокруг Солнца. [c.5] Понятия статики вошли в науку как результат многовековой практической деятельности человека. Они подтверждены опытами и наблюдениями над явлениями природы. [c.5] Тело можно-рассматривать как материальную точку, т. е. его можно представить геометрической точкой, в которой сосредоточена вся масса тела, в том случае, когда размеры тела не имеют значения в рассматриваемой задаче. Например, при изучении движения планет и спутников их считают материальными точками, так как размеры планет и спутников пренебрежимо малы по сравнению с размерами их орбит. С другой стороны, изучая движение планеты (например. Земли) вокруг оси, ее уже нельзя считать материальной точкой. Тело можно считать материальной точкой во всех случаях, когда все его точки совершают тождественные движения. [c.5] Системой называется совокупность материальных точек, движения и положения которых взаимозависимы. Из приведенного определения следует, что любое физическое тело можно рассматривать как систему материальных точек. [c.5] В действительности все тела под влиянием силовых воздействий со стороны других тел деформируются и изменяют свои размеры или форму. Но материалы, форму и размеры элементов конструкций подбирают с таким расчетом, чтобы их деформации были минимальными, поэтому такими деформациями пренебрегают и рассматривают элементы конструкций как абсолютно твердые тела. [c.6] Абсолютно твердые тела могут вступать во взаимодействие, в результате которого изменяется характер их движения. Сила является мерой этого взаимодействия. Например, взаимодействие планет и Солнца определяется силами тяготения. Действие силы на тело определяется тремя факторами численным значением, направлением и точкой приложения, т. е. сила является векторной величиной. [c.6] До сих пор иногда используют для измерения сил техническую систему (МКГСС), в которой в качестве единицы силы применяется килограмм-сила (кГс). Единицы силы в системах СИ и МКГСС связаны соотношением 1 кГс = 9,81 Н 10 Н или 1 Н 0,1 кГс. [c.6] Рассматривая первую аксиому, нетрудно установить, что уравновешенная система сил как причина механического движения эквивалентна кулю. [c.7] Вторая аксиома устанавливает условие равновесия двух сил. Две равные по модулю или численному значению силы Р-у = Р , приложенные к абсолютно твердому телу и направленные по одной прямой в противоположные стороны, взаимно уравновешиваются (рис. 2, а). [c.7] Системой сил называют совокупность нескольких сил, приложенных к телу, точке или системе тел и точек. [c.7] Система сил, линии действия которых лежат в разных плоскостях, называется пространственной. Если же линии действия рассматриваемых сил лежат в одной плоскости, система называется плоской. Система сил с пересекающимися в одной точке линиями действия называется сходяи ейся. Сходящаяся система сил может быть как пространственной, так и плоской. Наконец, различают еще систему параллельных сил, которая аналогично сходящейся может быть пространственной или плоской. [c.7] Две системы сил эквивалентны, если взятые порознь они оказывают одинаковое механическое действие на тело. Из этого определения следует, что две системы сил, эквивалентные третьей, эквивалентны между собой. Любую сложную систему сил всегда можно заменить более простой эквивалентной ей системой сил. Одну силу, эквивалентную данной системе сил, называют равно-действующей этой системы. Силу, равную по модулю равнодействующей и направленную по той же линии действия, но в противоположную сторону, называют уравновешивающей силой. Если к системе сил добавлена уравновешивающая сила, то полученная новая система находится в равновесии и, как отмечено выше, эквивалентна нулю. [c.8] Третья аксиома служит основой для преобразования сил. Не нарушая механического сост.ояния абсолютно твердого тела, к нему можно приложить или отбросить, от него уравновешенную систему сил. [c.8] Тело (рис. 2, б) находится в состоянии равновесия. Если к нему приложить несколько взаимно уравновешенных сил Рх = Р[, р2 = 2, Рз = Р з), то равновесие не нарушится. Аналогичный эффект получится при отбрасывании этих уравновешенных сил. [c.8] Системы сил, показанные на рис. 2, а, б, эквивалентны, так как они дают одинаковый эффект под действием ка кдой из них тело находится в равновесии. [c.8] Из второй аксиомы вытекает следствие, согласно которому всякую силу, действуюш ую на абсо.яютно твердое тело, можно перенести вдоль линии ее действия в любую точку тела, не. нарушив при этом его механического состояния. [c.8] Векторы, которые можно переносить по линии их действия, называют скользящими. Как показано выше, сила является скользящим вектором. [c.8] Четвертая аксиома определяет правило сложения двух сил. Равнодействующая двух сил, приложенных к одной точке, приложена в этой точке и является диагональю параллелограмма, построенного на данных силах. [c.8] Они направлены в одну сторону. Б. Они направлены по одной прямой в противоположные стороны. В. Их взаимное расположение может быть произвольным. [c.10] Вернуться к основной статье