Основни понятия и аксиоми на статиката: връзки и техните реакции

В процеса на изучаване на статиката, което еедна 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

На първо място, трябва да се спомене, че статикатае подраздел на механика. 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 законите на Нютон, известни от училищните години. 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 най-простата наукаметодът на движение на материята - механичен. 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

Теоретичната механика изучава общите законибез да се вземат предвид отделните свойства на тялото, с изключение на свойствата на удължаване и гравитация (това означава, че свойствата на частиците на материята трябва да бъдат привлечени един към друг или да имат определена тежест).

Броят на основните дефиниции включва механичнисила. Този термин е движение, в механична форма, предавана от едно тяло на второ по време на взаимодействието. Според многобройни наблюдения беше установено, че силата се счита за векторна стойност, която се характеризира с посоката и точката на приложение.

По метода на конструкцията, теоретичната механикаТя е подобна на геометрията: тя 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 триподраздел: статика, 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 обмислите основните понятия,аксиоми на статиката, видове 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.

Обикновено се наричат ​​обекти в такива системиматериална 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.

Равна сила в дадена системанаречена силата, еквивалентна на намалената система от сили. Членовете на тази система се наричат ​​компонентни сили. Еквилайзирната сила е равна на магнитуда спрямо резултантната сила, но е насочена в обратната посока.

В статично състояние при решаване на проблема с промяната на систематасилите, които засягат твърдото тяло или равновесието на силите, 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

Условия за намиране на тяло в равновесиеса получени от няколко основни закони, 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 (аксиомвзаимодействие). 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,система и твърдата могат да бъдат дадени две определения: а свободни и несвободни. Различията между тези думи се състоят в това, че ако точка на преместване на системите на организма, или не са наложени предварително определени ограничения, обектите на данни, са по дефиниция безплатно. В обратната ситуация обектите обикновено се наричат ​​несвободни.

Физическите обстоятелства, довели доограничаването 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 може да се представи комуникацияКонци, 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 основни понятия и аксиома на статиката възможно е да се донесе фиксирана цилиндрична шарнирна връзка.

Той включва фиксирана цилиндрична формаболт, който се поставя върху втулка с цилиндричен отвор, диаметърът на който не надвишава размера на болта. При закрепване на тялото към втулката, първата може да се върти само по оста на шарнира. В идеалния шарнир (при условие, че триенето на повърхността на главината и болт е пренебрегнато), се оказва, че препятствие измества главината 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.

При решаването на проблемите реакцията на шарнира ще бъдесе установява чрез аналитичен метод чрез разлагане на вектор. 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

Можете да включите основните дефинициисистема от сили, които се събират. 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, систематаконвергентните сили също са включени 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, равновесното състояние на систематаще се състои от следното: една равновесна пространствена система от конвергентни сили ще има алгебрична сума от проекциите на силата върху всяка от координатните оси, равна на нула. Тъй като в такава равновесна ситуация резултатът ще бъде нула, прогнозите на координатните оси също ще бъдат нула.

Момент на сила

По тази дефиниция имаме предвид векторапродуктът 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.

Моментът на двойката сили 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

Необходимото равновесно състояние за произволна пространствена система от сили, прилагани върху твърдо тяло, се счита за изчезването на основния вектор и ъгловия импулс по отношение на която и да е точка от пространството.

От това следва, че за да се постигне равновесиепаралелни сили, 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 универсалното гравитация, за всекичастица, разположена близо до повърхността на Земята, се влияе от гравитационни 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 се приема, че всички гравитационни сили на частиците са успоредни, резултатът им ще бъде цифрово равен на сумата от теглата на всички частици, т.е. теглото на тялото.

Предмет на кинематиката

Кинематиката се отнася до секцията от теоретичнатамеханика, 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, теориятаотносителността 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 отделят време и място на визията, като се има предвид последните промени в положението на едно тяло в сравнение с другия. 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 е ясно, че пространството се разглеждаКато 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.

Не е зле да се отбележи, че напредналите учени отРусия в областта на механика съзнателно се придържа към правилните материалистични позиции при тълкуването на всички основни дефиниции на теоретичната механика, особено на времето и пространството. В същото време гледната точка на пространството и времето в теорията на относителността е подобна на идеите за пространството и времето на поддръжниците на марксизма, създадени преди публикуването на статии за теорията на относителността.

При работа с теоретична механика по време наизмерването на пространството за главното устройство се измерва, а във времето - втори. 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 практическо приложение, основните понятия иаксиомите 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 те също се прилагатгоре аксиоми. 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 се играе не само при създаването на устройства, но и в стабилни структури, при изграждането на които стабилност и сила са основните критерии. Но ще бъде невъзможно да се създаде нещо подобно, без да се познават основните аксиоми.

Общи бележки

Към най-простите форми на изместване на твърди веществавъртене напред 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. Ротационното движение на тяло около фиксирана точка е движение, при което права линия, преминаваща през двойка произволни точки по време на движението на тялото, остава в състояние на покой. Тази линия се нарича оста на въртене на телата.

В текста по-горе, основните понятияи аксиомите на статиката. В същото време има голямо количество информация от трета страна, с която можете да разберете по-добре статиката. Не забравяйте основните данни: в повечето примери основните понятия и аксиоми на статиката са абсолютно твърди, тъй като това е определен стандарт за обект, който може да не бъде постижим 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.