Основные понятия и аксиомы статики

Основные понятия и аксиомы статики

Основные понятия и аксиомы статики

В механике изучают законы взаимодействия и движения материальных тел. Механическим движением называют происходящее с течением времени изменение положения тел или точек в пространстве.

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.

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. Наука о прочности, жесткости и надежности элементов инженерных конструкций

Рассматривая равновесие тел, их считают абсолютно твердыми (или абсолютно жесткими), т. е. предполагают, что никакие внешние воздействия не вызывают изменения их размеров и формы и что расстояние между любыми двумя точками тела всегда остается неизменным. 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. Аксонометрические проекции Виды аксонометpических пpоекций Метод пpямоугольного пpоециpования на несколько плоскостей пpоекций, обладая многими достоинствами, вместе с тем имеет и существенный недостаток: изобpажения не обладают наглядностью.

Системой называется совокупность материальных точек, движения и положения которых взаимозависимы. Из приведенного определения следует, что любое физическое тело можно рассматривать как систему материальных точек.

Абсолютно твердые тела могут вступать во взаимодействие, в результате которого изменяется характер их движения. Сила является мерой этого взаимодействия. Действие силы на тело определяется тремя факторами: численным значением, направлением и точкой приложения, т. е. сила является векторной величиной.

Вектор силы изображается отрезком, на конце которого ставится стрелка. Стрелка указывает направление вектора, длина отрезка — значение вектора, измеренное в выбранном масштабе. Вектор в тексте обозначают одной буквой со стрелкой наверху , а на схемах (рис.1, а, б) стрелки не ставятся, так как само обозначение вектора в виде направленного отрезка достаточно наглядно характеризует его свойства. Модуль или численное значение силы в СИ измеряется в ньютонах (Н). Применяют также и более крупные единицы измерения: 1 килоньютон (1 кН = 103 Н), 1 меганьютон (1 МН = 106 Н). 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.

Пример

Пусть движение точки задано уравнениями: 

  x = t2, y = t, 

где t измеряется в секундах, x и y в метрах. Определить уравнение траектории. Инженерная графика Эскизы деталей, входящих в сборочную единицу «Пробковый кран». Выполнение расчетно-графической работы

Исключая из уравнений движения t, получим уравнение траектории

 t = y, x = y2.

Поскольку время t >0, координата y в исходных уравнениях движения не может быть отрицательной. Следовательно, траекторией движения будет лишь верхняя ветвь параболы x = y2 .

Рис. 2.2. Вид траектории точки в примере 1

"Теоретическая механика" - фундаментальная естественнонаучная дисциплина, лежащая в основе современной техники. На материале теоретической механики базируются такие общетехнические дисциплины, как "Прикладная механика", "Сопротивление материалов", "Теория механизмов и машин", "Детали машин", "Строительная механика", "Гидравлика", "Теория упругости и пластичности", "Гидродинамика и аэродинамика", "Теория колебаний", "Теория управления движением", "Мехатроника", "Робототехника".
Механические испытания материалов