Osnovni pojmovi i aksiomi statike: veze i njihove reakcije

U procesu proučavanja statike, koji jejedan od konstitutivnih dijelova mehanike, glavna je uloga aksioma i osnovnih pojmova. Istovremeno, postoji samo pet temeljnih aksioma. Neki od njih poznati su iz školskih lekcija fizike, kao što su Newtonovi zakoni.

Definicija mehanike

Prije svega, valja spomenuti statičnostje pododjeljak mehanike. Potonji bi trebao biti detaljnije opisan, budući da se izravno odnosi na statičku. Istodobno, mehanika je općeniti pojam koji kombinira dinamiku, kinematiku i statičku. Svi ti subjekti su proučavani u školi fizike i svima su poznati. Čak i aksiomi koji ulaze u istraživanje statike temelje se na Newtonovim zakonima poznatim iz školskih godina. Međutim, bilo je troje, dok su osnovni aksiomi statike bili pet. Većina ih se odnosi na pravila održavanja ravnoteže i pravocrtnog uniformnog gibanja određenog tijela ili materijalne točke.

Mehanika je znanost najjednostavnijanačin kretanja materije - mehaničke. Najjednostavniji pokreti smatraju se radnjama koje se mogu reducirati pokretu u prostoru i vremenu fizičkog objekta s jednog mjesta u drugo.

Što učiti mehanika

Teorijska mehanika proučava opće zakonekretanje bez uzimanja u obzir pojedinih svojstava tijela, osim za svojstvo produženja i gravitacije (to podrazumijeva svojstva čestica materije koja se privlače jedni drugima ili imaju određenu težinu).

Broj osnovnih definicija uključuje mehaničkusila. Ovaj izraz je pokret, u mehaničkom obliku koji se prenosi s jednog tijela na drugi tijekom interakcije. Prema brojnim opažanjima utvrđeno je da se sila smatra vektorskom vrijednošću, koju karakterizira smjer i točka primjene.

Po načinu gradnje, teorijska mehanikaSlična je geometriji: također se temelji na definicijama, aksiomima i teoremima. U ovom slučaju, na jednostavnim definicijama veza ne završava. Većina crteža vezanih uz mehaniku općenito i statiku osobito sadrži geometrijska pravila i zakone.

Teorijska mehanika uključuje tripododjeljak: statička, kinematika i dinamika. U prvom se istražuje metoda za pretvaranje sila primijenjenih na neki predmet i apsolutno kruto tijelo, kao i uvjeti za početak ravnoteže. U kinematici smatramo jednostavnim mehaničkim pokretima koji ne uzimaju u obzir djelujuće sile. U dinamici se proučava kretanje točke, bilo kojeg sustava ili čvrstog tijela, uzimajući u obzir djelujuće sile.

Aksiomi statike

Za početak, trebali biste razmotriti osnovne pojmove,aksiomi statike, vrste veza i njihove reakcije. Statica se odnosi na stanje ravnoteže s silama koje su pričvršćene na apsolutno kruto tijelo. Njegovi zadaci uključuju dvije glavne točke: 1 - osnovni pojmovi i aksiomi statike uključuju zamjenu dodatnog sustava sila koje su primijenjene na tijelo od strane drugog ekvivalentnog sustava. 2 - zaključak općih pravila, prema kojima tijelo pod utjecajem primijenjenih sila ostaje u stanju mirovanja ili u procesu ravnomjernog translacijskog pravocrtnog gibanja.

Uobičajeno se nazivaju objekti u takvim sustavimamaterijalna točka - tijelo čije dimenzije mogu biti izostavljene u određenim uvjetima. Ukupnost bodova ili tijela, na neki način međusobno povezana, naziva se sustavom. Snage međusobnog utjecaja između tih tijela nazivaju se unutarnjim i sile koje utječu na dani sustav su izvanjske.

Jednaka snaga u određenom sustavunazvana je sila koja je ekvivalentna smanjenom sustavu snaga. Članovi ovog sustava nazivaju se sastavnim silama. Sila izjednačavanja jednaka je veličini sila koja se dobiva, ali je usmjerena u suprotnom smjeru.

U statičkoj kod rješavanja problema mijenjanja sustavasile koje utječu na čvrsto tijelo ili oko ravnoteže sila, koriste geometrijska svojstva vektora sile. Iz toga se jasno definira geometrijska statika. Analitička statika, koja se temelji na načelu dopuštenih pomaka, bit će opisana u dinamici.

Osnovni koncepti i aksiomi statike

Uvjeti za pronalaženje tijela u ravnotežiizvedeni su iz nekoliko osnovnih zakona, korišteni bez dodatnih dokaza, ali imaju potvrdu u obliku provedenih eksperimenata, nazivaju se aksiomi statike.

• Aksiom se zove Newtonov prvi zakon(aksiom inercije). Svako tijelo ostaje u stanju mirovanja ili ujednačenog pravocrtnog gibanja sve do trenutka kada vanjske sile djeluju na ovo tijelo, uklanjajući ga iz tog stanja. Ta sposobnost tijela zove se inercija. Ovo je jedno od osnovnih svojstava materije.
• Aksiom II je Newtonov treći zakon (aksiominterakcije). Kada jedno tijelo djeluje na drugo s određenom silom, tada će drugo tijelo zajedno s prvim djelovati na njemu s određenom silom koja je jednaka u apsolutnoj vrijednosti, suprotno smjeru.
• Aksiom III je uvjet ravnoteže dviju sila. Da bi se postigla ravnoteža slobodnog tijela, na koje utječu dvije sile, dovoljno je da te sile budu jednake u svom modulu i suprotno u smjeru. To je također povezano sa sljedećom točkom i ulazi u osnovne pojmove i aksiome statike, ravnoteže sustava silaznih sila.
• Aksiom IV. Ravnoteža neće biti povrijeđena ako se uravnoteženo tijelo nanese ili ukloni iz krutog tijela.
• Aksiom V je aksiom paralelograma sila. Operator dviju križajućih sila primjenjuje se na mjestu njihova križanja i predstavlja dijagonalu paralelograma konstruiranog na tim silama.

Linkovi i njihove reakcije

U teorijskoj mehanici, materijalna točka,sustav i čvrsto tijelo mogu se dati dvije definicije: slobodne i ne slobodne. Razlika između tih riječi je da ako unaprijed određena ograničenja nisu nametnuta za pomicanje točke, tijela ili sustava, tada će ti objekti po definiciji biti slobodni. U obrnutom se slučaju objekti obično nazivaju ne-slobodni.

Fizičke okolnosti koje vode doograničenje slobode imenovanih materijalnih objekata, nazivaju se veze. Statički mogu imati jednostavne veze koje se izvode različitim krutim ili fleksibilnim tijelima. Moć komunikacije akcija na mjestu, ili tijelu naziva se reakcija zbog.

Vrste povezivanja i njihove reakcije

U običnom životu, komunikacija može biti zastupljenaTeme, čipke, lanci ili užad. U mehanici za ovu definiciju uzeti težak, fleksibilan i neusporediv odnos. Reakcije, prema tome, mogu biti usmjerene duž konca, užeta. U tom slučaju postoje veze, čije se djelovanje ne može odmah odrediti. Kao primjer osnovnih pojmova i aksioma statike moguće je unijeti fiksni cilindrični šarki.

To uključuje fiksnu cilindričnuvijak za koji rukavac je opremljen s cilindričnim provrtom promjer koji ne prelazi zasun. Prilikom pričvršćivanja tijela na čahuru, prvi se može zakretati samo duž osovine šarke. Idealno šarka (pod uvjetom da zanemaruje trenja površine rukavca i vijka) čini pregradu za pomicanjem rukavca u smjeru okomitom na površinu vijkom i čahure. U tom smislu, reakcija u idealnom zglobu ima smjer normalnog - polumjer vijka. Pod utjecajem sile koje djeluju rukav može pritisnuti da se vijak u bilo kojem trenutku. S tim u vezi, smjer reakcije u fiksnom cilindričnom spoju ne može se unaprijed odrediti. Prema toj reakciji može se poznavati samo njegovo mjesto u ravnini okomito na zglobnu os.

Tijekom rješavanja problema, bit će reakcija zglobovauspostavlja se analitičkom metodom razgradnjom vektora. Osnovni pojmovi i aksiomi statike uključuju ovu metodu. Vrijednosti projekcija reakcije izračunate su iz jednadžbi ravnoteže. Oni također djeluju u drugim situacijama, uključujući i nemogućnost određivanja smjera komunikacijske reakcije.

Sustav konvergentnih sila

Možete uključiti osnovne definicijesustav sila koji se konvergiraju. Takozvani sustav konvergentnih sila nazvan je sustav čije linije djelovanja presijecaju u jednoj točki. Ovaj sustav dovodi do rezultanta ili je u stanju ravnoteže. Ovaj sustav je također uzeti u obzir u prethodno spomenutim aksiomima, budući da je povezan sa očuvanjem ravnoteže tijela, što se odmah navodi u nekoliko pozicija. Ovo potonje ukazuje i na razloge potrebne za stvaranje ravnoteže i čimbenike koji ne uzrokuju promjene u toj situaciji. Rezultat ovog sustava konvergentne sile jednak je vektorskom zbroju tih sila.

Ravnoteža sustava

U osnovnim konceptima i aksiomima statike, sustavomkonvergentne sile također su uključene u studiju. Da bi se sustav pronašao u ravnoteži, mehanička vrijednost je nula vrijednost nastale sile. Budući da je vektorski zbroj sila nula, poligon se smatra zatvorenim.

U analitičkom obliku stanje ravnoteže sustavaće se sastojati od sljedećeg: ravnotežni prostorni sustav konvergentnih sila imat će algebarsku zbroj projekcija sile na svakoj od koordinatnih osi jednaka nuli. Budući da će u takvoj ravnotežnoj situaciji rezultanta biti nula, projekcije na koordinatnim osi također će biti nula.

Trenutak snage

Ovom definicijom podrazumijevamo vektorproizvod vektora točke primjene sila. Vektor trenutka sile usmjeren je okomito na ravninu u kojoj se nalazi sila i točka u smjeru od kojeg se vidi rotacija od djelovanja sile u smjeru kazaljke na satu.

Nekoliko sila

Ova se definicija odnosi na sustav koji se sastoji od par paralelnih sila, jednake veličine, usmjerene u suprotnim smjerovima i primijenjene na tijelo.

Trenutak par snaga može se smatrati pozitivnim,ako su sile parova usmjerene u smjeru suprotnom od kazaljke na satu u desnom djelovanju koordinatnog sustava, a negativni smjer usmjeren je u smjeru kazaljke na satu u lijevom koordinatnom sustavu. Prilikom prevođenja s desnog koordinatnog sustava lijevo, orijentacija sila je obrnuta. Minimalna vrijednost udaljenosti među redovima sile naziva se ramenom. Iz toga slijedi da je trenutak parova sila slobodni vektor, jednake veličine od M = Fh i ima smjer koji je okomito na ravninu djelovanja, da su sile pozitivno usmjerene od vrha danog vektora sile.

Ravnoteža u proizvoljnim sustavima sile

Potreban ravnotežni uvjet za proizvoljni prostorni sustav sila primijenjenih na kruto tijelo smatra se nestankom glavnog vektora i kutnim momentom s obzirom na bilo koju točku prostora.

Iz toga slijedi da bi se postigla ravnotežaparalelne sile smještene u istoj ravnini, potrebno je i dostatno da je rezultat zbroja projekcija sila na paralelnoj osi i algebarskom zbroju svih komponenti momenata koje snage daju sile u odnosu na slučajnu točku.

Težište tijela tijela

Prema zakonu univerzalne gravitacije, za svakučestica koja se nalazi blizu površine Zemlje pogođena je gravitacijskim silama, nazvanim gravitacijske sile. S malim veličinama tijela, u svim tehničkim primjenama, gravitacijske sile pojedinih čestica tijela mogu se smatrati sustavom gotovo paralelnih sila. Ako se pretpostavljaju da su sve gravitacijske sile čestica paralelne, njihov rezultat će biti numerički jednak zbroju težina svih čestica, tj. Težine tijela.

Predmet kinematike

Kinematika se odnosi na odjeljak iz teorijskogmehanika, koja proučava mehaničko gibanje točke, sustav točaka i čvrsto tijelo neovisno o silama koje su im utjecale. Newton, koji je proizašao iz materijalističkog stava, smatrao je da je priroda prostora i vremena objektivna. Newton je upotrijebio definiciju apsolutnog prostora i vremena, ali ih je odvojio od pokretne materije pa se može nazvati metafizikom. Dijalektički materijalizam smatra prostor i vrijeme kao objektivne oblike prisutnosti materije. Prostor i vrijeme bez materije ne mogu postojati. U teorijskoj mehanici rečeno je da se prostor koji uključuje pokretna tijela naziva trodimenzionalnim euklidskim prostorom.

U usporedbi s teoretskom mehanikom, teorijurelativnost se temelji na drugim idejama o prostoru i vremenu. To je pomoglo nastanku nove geometrije koju je stvorio Lobachevsky. Za razliku od Newtona, Lobachevsky nije odvojio prostor i vrijeme od vizije, s obzirom na potonje kao promjenu položaja nekih tijela u odnosu na druge. U svom je radu rekao da je u prirodi samo pokret poznat od strane čovjeka, bez kojeg senzualna ideja postaje nemoguća. Iz toga slijedi da su svi ostali pojmovi, na primjer, geometrijski, stvoreni umjetno od strane uma.

Iz toga je jasno da se razmotri prostorkao manifestaciju povezanosti transportnog tijela. Za gotovo stoljeće prije relativnosti Lobacevskil pokazala da je euklidska geometrija odnosi se na apstraktne geometrijske sustav, dok je u fizičkom svijetu, prostornih odnosa određuje fizičku geometriju koja se razlikuje od euklidskim, pri čemu su svojstva prostora i vremena su u kombinaciji sa svojstvima tvari koje se kreću u prostoru i vrijeme.

Nije teško napomenuti da napredni znanstvenici izRusija na području mehanike svjesno se pridržavala ispravnih materijalističkih stavova u tumačenju svih glavnih definicija teorijske mehanike, osobito vremena i prostora. Istodobno, pogled na prostor i vrijeme u teoriji relativnosti sličan je idejama o prostoru i vremenu navijača marksizma koji su nastali prije objavljivanja radova o teoriji relativnosti.

Tijekom rada s teorijskom mehanikom tijekommjerenje prostora za glavnu jedinicu se mjeri, a vremenom - drugi. Vrijeme je isto u svakom referentnom sustavu i neovisno je o preklapanju tih sustava s obzirom na svaki drugi. Vrijeme je označeno simbolom i smatra se kontinuiranom varijabilnom vrijednošću koja se koristi u ulozi argumenta. Tijekom mjerenja vremena primjenjuju se definicije vremenskog intervala, vremenske točke, početno vrijeme, što je uključeno u osnovne koncepte i aksiome statike.

Tehnička mehanika

U praktičnoj primjeni, osnovni pojmovi iaksiomi statike i tehničke mehanike međusobno su povezani. U tehničkoj mehanici proučavaju se i mehanički proces gibanja i mogućnost njegove uporabe u praktične svrhe. Na primjer, pri stvaranju tehničkih i građevinskih struktura i provjere njihove snage, što zahtijeva kratko poznavanje osnovnih pojmova i aksioma statike. U isto vrijeme takva kratka studija pogodna je samo za amatere. U specijaliziranim obrazovnim institucijama ova je tema od velikog značaja, na primjer, u slučaju sustava snaga, osnovnih pojmova i aksioma statike.

U tehničkoj mehanici također se primjenjujugore navedeni aksiomi. Na primjer, aksiom 1, osnovni pojmovi i aksiomi statike povezani su s ovim odjeljkom. Iako prvi aksiom objašnjava načelo održavanja ravnoteže. U tehničkoj mehanici, važna uloga igra ne samo u stvaranju uređaja nego iu stabilnim strukturama, pri čemu su konstrukcija stabilnost i snaga glavni kriteriji. Međutim, nemoguće je stvoriti nešto slično bez poznavanja osnovnih aksioma.

Opće napomene

Najjednostavnijim oblicima pomicanja krutih tvarinositi naprijed i okretno gibanje tijela. U kinematici krutih tvari za različite vrste pokreta uzimaju se u obzir kinematičke značajke pomaka različitih točaka. Rotacijsko kretanje tijela oko fiksne točke je gibanje u kojem ravna crta koja prolazi kroz par proizvoljnih točaka tijekom gibanja tijela ostaje u stanju mirovanja. Ta se crta naziva osi rotacije tijela.

U gornjem tekstu, osnovni pojmovii aksiomi statike. Istodobno, postoji velika količina informacija trećih strana, s kojima možete bolje razumjeti statičku. Nemojte zaboraviti osnovne podatke, u većini primjera osnovni pojmovi i aksiomi statike su apsolutno čvrsti, jer je to određeni standard za objekt koji se ne može postići u normalnim uvjetima.

Onda bismo se trebali sjetiti aksioma. Na primjer, među njima su osnovni pojmovi i aksiomi statike, veze i njihove reakcije. Unatoč činjenici da mnogi aksiomi samo objašnjavaju načelo održavanja ravnoteže ili ravnomjernog gibanja, to ne negira njihov značaj. Počevši sa školskim tečajem, proučavaju se ovi aksiomi i pravila, budući da su svi poznati zakoni Newtona. Potreba da ih spomenemo povezana je s praktičnom primjenom informacija statike i mehanike uopće. Primjer je bio tehnička mehanika, u kojoj je osim stvaranja mehanizama potrebno razumjeti načelo izgradnje stabilnih struktura. Zahvaljujući takvim informacijama moguće je pravilno podesiti redovite konstrukcije.