Statika, Krugosvet enciklopédia
Statika, mechanika szakasz, amelynek a tárgyát olyan anyagi testek nyugalomban vannak az intézkedés alapján külső erők. A legtágabb értelemben vett statikus - ez az elmélet egyenlege bármely szervek - szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú. Szűkebb értelemben, ez a kifejezés a tanulmány az egyensúlyi szilárd, nem nyúló rugalmas szervek - kötelek, övek és láncok. Egyensúlyi deformálható szilárd venni az elmélet rugalmassága és az egyensúlyi folyadékok és gázok - a hidromechanika.
Cm. Az áramlástani.
Történelmi háttér.
Statikus - a legrégebbi ága mechanika; néhány elvek már ismertek voltak az ókori egyiptomiak és babiloniak, amint azt építették piramisok és templomok. Az elsők között alkotók elméleti statikai volt Archimedes (c. 287-212 BC), aki kidolgozott elmélet a kart, és megfogalmazta az alaptörvény hidrosztatika. Az őse a modern statikus volt a holland S.Stevin (1548-1620), aki 1586-ban megfogalmazta a törvény a készítmény erők vagy a szabály a paralelogramma, és alkalmazta megoldani számos problémát.
Az alapvető törvényeket.
statikus törvények származnak általános törvényei dinamika, mint egy speciális eset, amikor a sebesség szilárd nullához, de történelmi okokból és pedagógiai okokból, statikus gyakran jelentenek, függetlenül a dinamika építésének ez a következő feltételezték törvények és elvek: a) a törvény a készítmény erők, b) egyensúly elve, és c) a elvét akció és a reakció. Abban az esetben, szilárd anyag (pontosabban, ideális esetben szilárd anyagok, amelyek nem deformálódik hatása alatt erők) injektált még egy elvet, a meghatározás alapján a szilárd. Ez az elv a tolerálhatóságtól erőssége: Szilárdtest nem változik, ha mozog az erőhatás a vonal mentén a keresete.
Az erőssége a vektor.
A statikus erő lehet tekinteni, mint a nyomó vagy húzó erő, amely egy bizonyos irányba, nagyságát és az alkalmazás helyétől. Egy matematikai szempontból, ez egy olyan vektor, így ábrázolható irányítani vonalszakasz, a hossza, amely arányos az erő. (Vector mennyiségben, ellentétben más változók, amelyeknek nincs irányokat jelöljük félkövér betűkkel.)
Paralelogramma erők.
Tekintsük a test (1A.), Amelyek hatnak a erő F1 és F2. kapcsolódik O pont és ábrán bemutatott irányított vonalszakaszok OA és OB. A tapasztalat azt mutatja, hogy az intézkedés a erők F1 és F2 egyenértékű egyetlen erőt képviseli R. szegmens OC. A erő nagysága R megegyezik a hossza a diagonális a paralelogramma által alkotott vektorok OA és OB, annak mindkét oldalán; iránya ábrán látható. 1 is. Az erőssége R az eredő az erők F1 és F2. Matematikailag ezt felírható R = F1 + F2. ahol az adagolást érteni geometriai értelemben a fent említett. Ez az első törvény a statikai, az úgynevezett szabály a paralelogramma erők.
Eredő erő.
Ahelyett, hogy az épület egy paralelogramma OACB, meghatározására irányát és nagyságát eredő erő R lehet építeni egy háromszög OAC, átvitele a vektor F2 önmagával párhuzamosan hangolja össze a kiindulási pont (az előbbi pont O) c vége (A pont), a vektor OA. A hátsó oldalán a háromszög OAC nyilvánvalóan azonos nagyságú és azonos irányú, mint a vektor R (ábra. 1b). Ilyen módszert kell találni a kapott a rendszer kiterjeszthető sok F1 erő. F2. Fn. alkalmazva ugyanazon a ponton O érintett szervezet. Például, ha a rendszer négy erő (ábra. 1c), megtalálja a kapott az erők F1 és F2. hajtsa erővel F3. majd adjunk hozzá egy új eredője erő F4, és ennek eredményeként, hogy a teljes kapott kapott R. R. megtalálható ebben a grafikai építése, amely a hátsó oldalán a sokszög OABCD erők (ábra. 1d).
A fenti meghatározás lehet általánosítani az eredő erők F1 rendszert. F2. Fn. alkalmazott pontok O1. O2. Szilárd. Válasszon egy pontot O, úgynevezett működtető pont, és ez úgy van kialakítva az átadott párhuzamos rendszer erők azonos nagyságúak és erők iránya F1. F2. Fn. Az így kapott R ilyen átvitt vektorok párhuzamos, azaz a vektor képviseli a záró oldala a sokszög erők, az úgynevezett a kapott a ható erők a test (ábra. 2). Nyilvánvaló, hogy a vektor R nem függ a kiválasztott mérésponti. Ha a nagysága a vektor R (szegmens) nem egyenlő nullával, akkor a szervezet nem lehet nyugalomban: szerint Newton bármely szerv, amelyre az erő kell mozogniuk gyorsulás. Így, a test egyensúlyban lehetnek, csak hogy a keletkező minden rá ható erők hatására nulla. Azonban ez szükséges feltétel nem tekinthető elégségesnek - a szervezet képes mozogni, amikor a kapott valamennyi rá ható erők hatására nulla.
Egy egyszerű, de fontos például megmagyarázni a fenti, úgy egy vékony, merev rúd L hosszúsága. amelynek tömege elhanyagolhatóan kicsi összehasonlítva azzal a terhelő erők azokra alkalmazott. Hagyja a rúd két erő F és -F. csatolt a végei, egyenlő nagyságú, de ellentétes irányba, ábrán látható. 3, valamint. Ebben az esetben a kapott R jelentése F - F = 0, de a rudat nem lesz egyensúlyi; Nyilvánvaló, hogy forogni fog a középpontja körül O. A rendszer két egyenlő, de ellentétes erők nem ugyanabban a sorban, ez egy „pár erők”, amelyet az jellemez, a termék által az F erő a „váll” l. A fontossága egy ilyen termék lehet azt a következő megfontolások, amelyek szemléltetik a kart szabályt, amelyet az Archimedes, és arra engednek következtetni, körülbelül a forgási egyensúlyi állapotban. Tekintsünk egy könnyű egységes merev rúd, amely képes forogni egy tengelyen egy pont, amelyre az erő F1. alkalmazott L1 távolságban a tengelye, ábrán látható módon. 3b. Az F1 erő rúd körül forognak a lényeg O. Ez könnyű megtanulni, tapasztalati úton, a forgatás a rúd megelőzhetők alkalmazása néhány F2 erő a távolság l2. Az egyenlőség F2l2 = F1l1.