Основни понятия и аксиоми на статиката: връзки и техните реакции

В процеса на изучаване на статиката, която е една от съставните части на механиката, основната роля се дава на аксиоми и основни понятия. В същото време има само пет основни аксиома. Някои от тях са известни от уроците по физика, тъй като те са законите на Нютон.

Определение на механиката

Първо, трябва да отбележим, че статиката е подсекция на механиката. Последното трябва да бъде описано по-подробно, тъй като е пряко свързано със статиката. В същото време механиката е по-общ термин, който съчетава динамиката, кинематиката и статиката. Всички тези предмети са изучавани в учебния курс по физика и са известни на всички. Дори аксиомите, които влизат в изследването на статиката, се основават на познати от учебните години законите на Нютон. Имаше обаче три, докато основните аксиоми на статиката бяха пет. Повечето от тях засягат правилата за поддържане на равновесие и праволинейното хоризонтално движение на определено тяло или материална точка.

Механика е науката за най-простия начин на движение на материята - механична. Най-простите движения се считат за действия, които могат да се редуцират до движението в пространството и времето на физически обект от една позиция в друга.

Какво се научи от механика

В теоретична механика проучен общи закони на движение без да се отчита индивидуалните свойства на тялото с изключение на степента и тежестта свойства (свойства от които последваха значение частици са взаимно привлечени или имат определена тегло).

Броят на основните дефиниции включва механична сила. Този термин е движение, в механична форма, предавана от едно тяло на второ по време на взаимодействието. Според многобройни наблюдения бе установено, че силата се разглежда стойността на вектора, който се характеризира с посоката и мястото на приложение.

Методът на конструиране на теоретичната механика е подобен на геометрията: той също се основава на определения, аксиоми и теореми. В този случай, при прости определения, връзката не свършва. Повечето от чертежите, свързани с механиката като цяло и със статиката, съдържат геометрични правила и закони.

Теоретичната механика включва три подраздела: статична, кинематика и динамика. В първия се изследват методите за превръщане на силите върху обект и абсолютно твърдо тяло, както и условията за настъпване на равновесие. В кинематиката разглеждаме просто механично движение, което не отчита действащите сили. В динамиката се изследва движението на точка, на всяка система или на твърдо тяло, като се вземат предвид действащите сили.

Оксими на статиката

Първо, трябва да разгледаме основните понятия, аксиомите на статиката, видовете връзки и техните реакции. Статиката се отнася до състоянието на равновесие със силите, прикрепени към абсолютно твърдо тяло. Неговите задачи включват две основни точки: 1 - основните понятия и аксиоми на статиката включват замяната на допълнителна система от сили, прилагани към тялото от друга еквивалентна на нея система. 2 - сключването на общи правила, при които органът под въздействието на прилаганите сили остава в покой или в хода на еднообразно праволинейно движение.

Обектите в такива системи обикновено се наричат ​​материална точка - тяло, чиито размери могат да бъдат пропуснати в зададените условия. Тоталните точки или тела, които по някакъв начин са взаимосвързани, се наричат ​​система. Силите на взаимно влияние между тези тела се наричат ​​вътрешни и силите, оказващи влияние върху дадена система, са външни.

Еднаква сила в дадена система се нарича сила, еквивалентна на системата на силите, която се дава. Членовете на тази система се наричат ​​компонентни сили. Еквилайзирната сила е равна на магнитуда спрямо резултантната сила, но е насочена в обратната посока.

В статиката, при решаването на проблема с промяната на системата от сили, които засягат твърдото тяло, или около равновесието на силите, се използват геометричните свойства на силовите вектори. От това, определението за геометрична статика става ясно. Аналитичните статии, основани на принципа на допустимите измествания, ще бъдат описани в динамиката.

Основни понятия и аксиоми на статиката

Условията за намиране на тяло в равновесие са изведени от няколко основни закона, използвани без допълнителни доказателства, но с потвърждение под формата на проведени експерименти, се наричат ​​аксиоми на статиката.

• Axiom I се нарича първият закон на Нютон (аксиома на инерцията). Всяко тяло остава в състояние на почивка или еднообразно праволинейно движение до момента, в който външните сили действат върху това тяло, като го отстраняват от това състояние. Тази способност на тялото се нарича инерция. Това е едно от основните свойства на материята.
• Axiom II е третият закон на Нютон (аксиома на взаимодействието). Когато едно тяло действа върху друга с определена сила, тогава второто тяло заедно с първото действа върху него с определена сила, която е еднаква в абсолютна стойност, противоположна на посоката.
• Аксиом III е условие за равновесието на две сили. За да се постигне равновесие на свободно тяло, което е повлияно от две сили, е достатъчно тези сили да са еднакви в модула си и обратното по посока. Това също е свързано със следната точка и влиза в основните понятия и аксиоми на статиката, равновесието на системата на низходящите сили.
• Аксиом IV. Равновесието няма да бъде нарушено, ако балансираното тяло бъде приложено към или извадено от твърдото тяло.
• Аксиома V е аксиома на паралелограма на силите. Операторът на две пресичащи се сили се прилага в точката на тяхното пресичане и се представя от диагонала на паралелограма, изграден върху тези сили.

Връзки и техните реакции

В теоретичната механика, материалната точка, системата и здравото тяло могат да бъдат дадени две дефиниции: свободни, а не свободни. Разликата между тези думи е, че ако предварително определените ограничения не са наложени върху изместването на дадена точка, тяло или система, тогава тези обекти по дефиниция ще бъдат свободни. В обратната ситуация обектите обикновено се наричат ​​несвободни.

Физическите обстоятелства, които водят до ограничаване на свободата на споменатите материални обекти, се наричат ​​връзки. Static може да има прости връзки, изпълнявани от различни твърди или гъвкави тела. Силата на действието на комуникацията по точка, система или тяло се нарича реакция на комуникацията.

Видове връзки и техните реакции

В обикновения живот връзката може да бъде представена от конци, дантели, вериги или въжета. В механиката за тази дефиниция вземете безтегловност, гъвкавост и неразтегляне. Реакциите, съответно, могат да бъдат насочени по протежение на нишката, въжето. В този случай има връзки, чиито линии на действие не могат да бъдат определени незабавно. Като пример за основните понятия и аксиома на статиката е възможно да се донесе фиксирана цилиндрична шарнирна връзка.

Тя включва фиксиран цилиндричен болт, върху който е поставена втулка с цилиндричен отвор, чийто диаметър не надвишава размера на болта. При закрепване на тялото към втулката, първата може да се върти само по оста на шарнира. В идеалния случай пантата (условие пренебрегва триенето повърхност на втулката и болта) се появява бариера за преместване на втулката в посока, перпендикулярна на повърхността на болта и втулката. В тази връзка, реакцията в идеалния шарнир има посока по протежение на нормалната - радиуса на болта. Под въздействието на действащите сили, втулката може да бъде притисната срещу болта в произволна точка. В тази връзка посоката на реакцията в неподвижната цилиндрична става не може да бъде определена предварително. Съгласно тази реакция може да бъде известно само нейното разположение в равнина, перпендикулярна на оста на шарнира.

По време на решаването на проблемите реакцията на шарнира ще бъде установена чрез аналитичен метод чрез разлагане на вектора. Основните понятия и аксиоми на статиката включват този метод. Стойностите на проекциите на реакцията се изчисляват от равновесните уравнения. Те действат и в други ситуации, включително невъзможността да се определи посоката на комуникационната реакция.

Система на сходни сили

Броят на основните дефиниции може да включва система от сили, които се сближават. Така наречената система от конвергентни сили ще бъде наречена система, чиито линии на действие се пресичат в една точка. Тази система води до резултата или е в състояние на равновесие. Тази система се взима предвид и в споменатите по-горе аксиоми, тъй като тя е свързана със запазването на равновесието на тялото, което се казва веднага на няколко позиции. Последните посочват както причините, необходими за създаване на равновесие, така и факторите, които не предизвикват промени в това състояние. Резултатът от тази система на конвергентна сила е равен на векторната сума на тези сили.

Равновесие на системата

В основните понятия и аксиоми на статиката, системата на конвергентните сили също е включена в изследването. За да намери системата в равновесие, механичната стойност е нулевата стойност на резултантната сила. Тъй като векторната сума на силите е нула, полигонът се счита за затворен.

В аналитичната форма състояние на равновесие ще бъде следната: в равновесие пространствена система схождащите сили ще бъдат алгебрични сумата на проекциите на силите на всяка от координатните оси, равна на нула. Тъй като в това положение на равновесие е резултантната на нула, издатините на оста на координатната също ще бъде нула.

Момент на сила

С това определение се разбира векторен продукт на вектора на точката на прилагане на силите. Векторът на момента на сила е насочен перпендикулярно на равнината, в която се намират силата и точката, в посоката, от която се вижда, че въртенето от действието на сила се осъществява по посока на часовниковата стрелка.

Двойка сили

Това определение се отнася до система, състояща се от двойка успоредни сили, еднакви по магнитуд, насочени в противоположни посоки и приложени към тялото.

Момент на двойка може да се счита за положителен, ако двойките сили са насочени обратно на часовниковата стрелка в правилната референтна рамка, а отрицателен - са насочени по часовниковата стрелка в лявата рамка. Когато превеждаме от дясната координатна система вляво, ориентацията на силите се обръща. Минималната стойност на разстоянието между линиите на сила се нарича рамо. От това следва, че точката е свободен от двойката сили вектор модул М равна = Fh и с посока, перпендикулярна на равнината на действие, което от горната част на вектора на сила са ориентирани положително.

Равновесие в произволните силови системи

Задължително състояние на равновесие за произволна пространствена система на силите, приложени към неподвижното тяло, то се счита, че изчезването на получения вектор и момента, по отношение на всяка точка в пространството.

От това следва, че за да се постигне баланс на силите Успоредно с това в една равнина, и изисква достатъчно, че получените сили за сумата от прогнозите, разпростиращи се успоредно на оста и алгебричната сума на всички компоненти на моментите, предвидени сили относително случаен точка е равна на нула.

Център на тежестта на тялото

Според закона на универсалната гравитация, за всяка частица, разположена близо до повърхността на Земята, влияят гравитационните сили, наречени гравитационни сили. С малки размери на тялото при всички технически приложения гравитационните сили на отделните телесни частици могат да се разглеждат като система от почти успоредни сили. Ако всички сили на тежестта на частиците, ние приемаме, паралелни, тяхното Получената ще бъде числено равно на сумата от теглата на всички частици, т.е.. E. телесно тегло.

Предмет на кинематиката

Кинематиката се отнася до част от теоретичната механика, която изследва механичното движение на точка, система от точки и здраво тяло, независимо от силите, които ги засягат. Нютон, изхождайки от материалистично положение, смята, че естеството на пространството и времето е обективно. Нютон използва определението за абсолютно пространство и време, но ги отделя от движещата се материя, така че може да се нарече метафизик. Диалектичният материализъм разглежда пространството и времето като обективни форми на присъствието на материята. Пространството и времето без материя не могат да съществуват. В теоретичната механика се казва, че пространство, включващо движещи се тела, се нарича тримерно евклидово пространство.

В сравнение с теоретичната механика, теорията на относителността се основава на други идеи за пространството и времето. Тя помогна за появата на нова геометрия, създадена от Лобачевски. За разлика от Нютон, Лобачевски не отделяше пространство и време от видението, като смяташе, че последното е промяна в позицията на някои тела спрямо другите. В собствената си работа му беше казано, че в природата само движението е познато от човека, без което чувствената идея става невъзможна. От това следва, че всички други понятия, например геометрични, са създадени изкуствено от ума.

От това става ясно, че пространството се разглежда като проява на връзката между движещите се тела. За почти век преди условността Lobacevskil показва, че геометрията Euclidean отнася до абстрактно геометрична система, докато във физическия свят, пространствените отношения определени физически геометрия, която се различава от Euclidean, където свойствата на времето и пространството са комбинирани със свойствата на материята, които се движат в пространството и времето.

То не боли да се отбележи, че усъвършенстваните учени от Русия в областта на механиката съзнателно държани вярно материалистическата позиция в тълкуването на всички основни определения за теоретична механика, по-специално времето и пространството. От тази гледна точка на пространството и времето на теория на относителността са подобни на понятията пространство и време привържениците на марксизма, които са били създадени преди работата по теория на относителността.

При работа с теоретична механика, по време на измерването на пространството, метърът се приема като основно устройство, а вторият - в секунда. Времето е една и съща във всяка референтна система и е независима от разслояването на тези системи един спрямо друг. Времето е означено със символ и се разглежда като непрекъсната променлива стойност, използвана в ролята на аргумента. По време на измерването на времето се прилагат определенията за времевия интервал, времевата точка, началното време, което е включено в основните понятия и аксиоми на статиката.

Техническа механика

В практическото приложение основните понятия и аксиоми на статиката и техническата механика са взаимосвързани. В техническата механика се изследва както механичният процес на движение, така и възможността за използването му за практически цели. Например, когато се създават технически и строителни структури и се проверяват за сила, което изисква да знаете накратко основните понятия и аксиоми на статиката. В същото време такова кратко проучване е подходящо само за аматьори. В специализираните учебни заведения тази тема е от голямо значение, например при система от сили, основни понятия и аксиоми на статиката.

В техническата механика се прилагат и горните аксиоми. K например, аксиома 1, основните понятия и аксиоми на статиката са свързани с този раздел. Докато първата аксиома обяснява принципа на поддържане на равновесие. В техническата механика важна роля играят не само създаването на устройства, но и устойчиви структури, в конструкцията на които стабилността и здравината са основните критерии. Но ще бъде невъзможно да се създаде нещо подобно, без да се познават основните аксиоми.

Общи бележки

Най-простите форми на движещи се твърди вещества са транслационно и ротационно движение на тялото. В кинематиката на твърдите вещества за различни видове движения се вземат под внимание кинематичните характеристики на преместването на различните му точки. Въртеливо движение на тялото около фиксирана точка се определя като движение, в което линията, минаваща през двойката произволни точки по време на движение на тялото се запазва в покой. Тази линия се нарича оста на въртене на телата.

В текста по-горе бяха обобщени основните понятия и аксиоми на статиката. В същото време има голямо количество информация от трета страна, с която можете да разберете по-добре статиката. Да не забравяме и основните данни, в повечето случаи, основните понятия и аксиоми на статиката на твърдото тяло са включени, тъй като това е препратка към един обект, който не може да бъде постижимо при нормални условия.

След това трябва да помним аксиомите. Например, основните понятия и аксиоми на статиката, връзките и реакциите им са сред тях. Въпреки факта, че много аксиоми обясняват само принципа за поддържане на равновесие или хоризонтално движение, това не отрича тяхното значение. Започвайки от училищния курс, тези аксиоми и правила се изучават, тъй като всички те са известни закони на Нютон. Необходимостта от споменаването им е свързана с практическото прилагане на информацията от статиката и механика като цяло. Пример за това е техническата механика, в която, освен създаването на механизми, се изисква да се разбере принципът за изграждане на стабилни структури. Благодарение на тази информация е възможно правилно да издигате правилните структури.