Статиката е ... Теоретична механика, статика

Статии - това е наука

Концепцията на статиката

Основите на статиката са били поставени преди повече от 2200 години, когато древногръцкият математик Архимед и други учени от онова време са изучавали армировъчните свойства и изобретението прости механизми, като лост и ос. Статиката е част от механиката, която се занимава със силите, които действат върху тела в покой в ​​условия на равновесие.

Това е част от физика, което прави възможно аналитичните и графични процедури, необходими за определяне и описване на тези неизвестни сили. Секцията "статика" (физика) играе важна роля в много отрасли на инженерната, механичната, гражданската, авиационната и биоинженерството, които се занимават с различни последици от силите. Когато тялото е в покой или се движи с еднаква скорост, тогава ние говорим за тази област на физиката. Статично е изучаването на тялото в равновесие.

Методите и резултатите от този раздел на науката се оказаха особено полезни при проектирането на сгради, мостове и язовири, както и кранове и други подобни механични устройства. За да могат да се изчислят размерите на такива конструкции и оборудване, архитектите и инженерите трябва първо да определят силите, които действат върху техните взаимосвързани части.

Оксими на статиката

Статиката е отрасъл на физиката, който изучава условията, при които механичните и други системи остават в определено състояние, което не се променя с течение на времето. Този раздел на физика се основава на пет основни аксиома:

1. Твърдото вещество е в състояние на статично равновесие, ако две сили със същата интензивност действат върху него, лежат на една и съща линия на действие и са насочени в противоположни посоки по една и съща линия.
2. Твърдото тяло ще бъде в статично състояние, докато не бъде засегнато от външни сили или система от сили.
3. Екваторът на двете сили, действащи в същата материална точка, е равен на векторната сума на двете сили. Тази аксиома е предмет на принципа на сумиране на вектори.
4. Две взаимодействащи тела реагират помежду си с две сили равни на интензитет в противоположни посоки по една линия на действие. Тази аксиома се нарича принцип на действие и реакция.
5. Ако деформиращото се тяло е в състояние на статично равновесие, то няма да бъде нарушено, ако физическото тяло остане в твърдо състояние. Тази аксиома се нарича принцип на втвърдяване.

Механика и нейните секции

Физиката, преведена от гръцки (physikos - "природна" и "физика" - "природа") буквално означава наука, която се занимава с природата. Той обхваща всички известни закони и свойства на материята, както и силите, които действат върху нея, сред които гравитация, топлина, светлина, магнетизъм, електричество и други сили, които могат да променят основните характеристики на обектите. Една от секторите на науката е механиката, която включва такива важни подсекции като статика и динамика, както и кинематика.

Механика е клон на физика, който се занимава с изучаването на сили, предмети или тела в покой или в движение. Това е един от най-големите предмети в областта на науката и технологиите. Статичните задачи включват изучаването на състоянието на телата под влияние на различни сили. Кинематиката е отрасъл на физика (механика), който изучава движението на обекти, независимо от силите, които причиняват движение.

Теоретична механика: статика

Механика е физическа наука, която разглежда поведението на телата под действието на силите. Има три категории механика: абсолютно твърдо тяло, деформируеми тела и течност. Солидно тяло е тяло, което не се деформира под действието на силите. Теоретичната механика (статика - част от механиката на абсолютно твърдо тяло) също включва динамика, която на свой ред е разделена на кинематика и кинетика.

Механиката на деформираното тяло се занимава с разпределението на силите вътре в тялото и с деформациите, причинени в тази връзка. Тези вътрешни сили причиняват определени напрежения в тялото, което в крайна сметка може да доведе до промяна в самия материал. Тези въпроси се изучават в хода на съпротива на материалите.

Механика на флуидите е механична секция, която се занимава с разпределението на силите вътре в течности или газове. Течностите се използват широко в инженеринга. Те могат да бъдат класифицирани като несвиваеми или сгъваеми. Областите на приложение са хидравлика, космическа промишленост и много други.

Понятието динамика

Динамиката се занимава със сила и движение. Единственият начин да промените движението на тялото е да използвате сила. Заедно със силата на динамиката, той изучава и други физически понятия, сред които са следните: енергия, инерция, сблъсък, център на тежестта, въртящ момент и инерционен момент.

Статиката и динамиката са напълно противоположни. Динамиката е доктрината за телата, които не са в равновесие и има ускорение. Кинетиката се занимава със силите, които причиняват движение или силите, които възникват в резултат на движението. За разлика от такава представа като статика, кинематиката е доктрината за движението на тялото, в която фактът не е взет под внимание точно как се прави движението. Понякога се нарича "геометрията на движението".

кинематика

Принципите на кинематиката често се използват за анализиране на определянето на позицията, скоростта и ускорението в различните части на оборудването по време на експлоатацията му. Кинематиката разглежда движението на точка, тяло и система от тела, без да отчита причините за движението. Преместването се описва от вектор с количества, като изместване, скорост и ускорение, заедно със справочна рамка. Разглеждат се различни проблеми в кинематиката уравнения на движението.

Механика - статика: основни количества

Историята на механиката има повече от един век. Основните принципи на статиката са разработени отдавна. Всички видове лостове, наклонени равнини и други принципи са необходими във времена на ранни цивилизации, за да се изградят например огромни структури като пирамиди.

Основните величини в механиката са дължина, време, маса и сила. Първите три се наричат ​​абсолютни, независими един от друг. Силата не е абсолютна стойност, защото е свързана с промените в масата и скоростта.

дължина

Дължината е стойност, която се използва за описание на позицията на точка в пространството спрямо друга точка. Това разстояние се нарича стандартна единица дължина. Стандартното стандартно устройство за измерване на дължина е метър. Този стандарт се формира и подобрява в продължение на много години. Първоначално тя представляваше десет милионна част от квадранта на земната повърхност, с която беше доста трудно да се правят измервания. На 20 октомври 1983 г. метърът е дефиниран като дължината на пътя, изминат от светлината във вакуум за 1 / 299,792,458 секунди.

път

Времето е определен интервал между две събития. Стандартната стандартна единица време е втората. Вторият първоначално е определен като 1 / 86.4 средно период на въртене на Земята около нейната ос. През 1956 г. дефиницията за втората е подобрена и възлиза на 1/31556 от времето, необходимо за общия оборот, който Земята прави около Слънцето.

тегло

Масата е собственост на материята. Тя може да се разглежда като количеството вещество, съдържащо се в тялото. Тази категория определя влиянието на тежестта върху тялото и съпротивлението на промените в движението. Тази устойчивост на промяна в движението се нарича инерция, която е резултат от телесното тегло. Общата единица маса е килограм.

мощност

Силата е производна единица, но е много важна единица в изучаването на механика. Често се дефинира като действие на едно тяло върху друго и може или не може да бъде резултат от пряк контакт между телата. Гравитационните и електромагнитните сили са примери за резултата от такова въздействие. Има два принципа на влияние, сили, които променят движението на системата и са склонни да я деформират. Основната единица сила е Нютон SI система и паунда в английската система.

Уравнения на равновесието

Статиката предполага, че въпросните субекти са абсолютно твърди. Сумата от всички сили, действащи върху тялото в състояние на покой, трябва да бъде нула, т.е. участващите сили да се балансират помежду си и да няма тенденция сили да обръщат тялото около всяка ос. Тези условия са независими един от друг и изразяването им в математическа форма е т.нар. Равновесни уравнения.

Има три равновесни уравнения и следователно могат да се изчислят само три неизвестни сили. Ако има повече от три неизвестни сили, това означава, че компонентите в структурата или машината са малко по-големи от необходимото за поддържане на определени товари или че има повече ограничения, отколкото е необходимо, за да не се движи тялото.

Такива ненужни компоненти или ограничения се наричат ​​излишни (например, една таблица на четирите крака има една излишна) и силовата система е статично неопределена. Броят на уравненията, налични в статиката, е ограничен, тъй като всяко твърдо вещество остава твърдо при всякакви условия, независимо от формата и размера.