Скачати 72.06 Kb.
|
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ теоретической механики. Основные понятия статики. Аксиомы статики. Система сил. Теоретическая механика изучает равновесие и движение твердого тела; состоит из трех частей: статики, кинематики, динамики. Сопротивление материалов и строительная механика изучают методы расчетов на прочность, жесткость и устойчивость соответствующих конструкций. 1.3. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СТАТИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА Статика - это учение о равновесии тел (1.1) под действием приложенных к ним сил. Равновесию тела соответствует равновесие сил, поэтому статика есть одновременно учением о равновесии сил, действующих на тело. Сила – это мера механического взаимодействия между материальными объектами. Сила определяет интенсивность взаимодействия (некоторое её количественное значение), его пространственную направленность и то место в пространстве, в котором взаимодействие происходит. Таким образом, сила имеет три основных параметра, - величину, направление и место (точку) действия, - и поэтому ее математически можно обозначить некоторой векторной величиной, которая имеет скалярное значение, направление и точку приложения. Количественное значение силы в системе СИ имеет размерность «Ньютон» («Н»). При решении задач, связанных со строительными конструкциями, как правило, силы имеют значения тысяч Ньютон, поэтому наиболее удобно использовать производную единицу - «килоНьютон» («кН»).
^ – это характеристика механического взаимодействия между двумя телами, которое происходит в одной конкретной точке рассматриваемого тела. Она изображается на схемах как вектор, приложенный к конкретной точке тела (рис.1.1). ^ – это характеристика механического взаимодействия между двумя телами, которое происходит по линии или по поверхности. Для распределенной силы должна быть обязательно известна ее интенсивность – некоторая сила, отнесенная к единице длины или площади поверхности распределения. ![]() где: ![]() При решении инженерных задач методами статики распределенную силу заменяют сосредоточенной. При этом модуль сосредоточенной силы определяется как площадь или объем фигуры распределения силы, а ее точка приложения лежит в центре тяжести фигуры или объема фигуры распределенной силы (рис. 1.2). ![]() ^ называется такая сила, которая проявляется в результате взаимодействия рассматриваемого тела с другими телами, которые в данный момент не рассматриваются. ^ характеризует взаимодействие между собой отдельных материальных частиц, принадлежащих рассматриваемому телу. Если рассматривается не одно материальное тело, а их система, то в этом случае взаимодействие между телами системы также относится к понятию внутренних сил. ^ называются такие силы, которые проявляются в результате воздействия на рассматриваемое тело со стороны других тел и которые стремятся изменить состояние рассматриваемого тела. ^ проявляются со стороны тех тел и материальных объектов, которые стремятся удержать рассматриваемое тело в прежнем состоянии. На одно и то же твердое тело могут действовать сразу несколько других тел и тогда механическое взаимодействие каждого из них, определяемое силой, создает систему сил. Так на рис. 1.1 показано, как к некоторому абсолютно твердому телу приложено несколько сосредоточенных сил. Совокупность этих сил определяет систему сил. Однако если две силы приложены к разным телам, то они не являются системой сил. ^ – это совокупность сил, приложенных к одному телу. Система сил, которая не изменяет состояния тела, называется уравновешенной системой сил. Одним из ключевых понятий теоретической механики является понятие внешних связей. ^ называется тело, ограничивающее движение данного, рассматриваемого нами тела. Примеры связей: стол, поддерживающий книгу; рельсы, на которые опирается железнодорожный вагон; трос, на котором висит груз; подшипник, в котором вращается вал и т.д. В машинах и конструкциях для любой детали связями являются все другие детали, которые с ней взаимодействуют. В качестве примера рассмотрим фонарь, закрепленный при помощи двух тросов в точках А и В (рис. 1.3).
Отсутствие изменения состояния фонаря во времени позволяет также говорить о том, что к фонарю приложена уравновешенная система сил (1.13). При этом силы S1 и S2, позволяющие уравновесить вес фонаря G, появляются в связях и носят название реакций связей. Реакцией связи называется механическое взаимодействие рассматриваемого тела с тем телом, которое ограничивает его перемещение. Направление реакции связи противоположно направлению, в котором внешняя связь (1.14) препятствует движению тела. Если в месте соприкосновения тела и связи отсутствует трение, то связь называется идеальной связью. ^ Все основные положения статики выводятся на основании нескольких аксиом, которые сформулированы на основе наблюдения и изучения явлений окружающего нас реального мира. Аксиома инерции: под действием уравновешенной системы сил (1.13) тело находится в состоянии покоя или движется прямолинейно и равномерно. ^ рис.1.4): тело находится в состоянии равновесия, если к нему приложены две равные по величине и противоположные по направлению силы, имеющие общую линию действия.
Аксиома присоединения или исключения уравновешенных систем сил: состояние абсолютно твердого тела (1.2) не изменится, если к нему присоединить или отбросить уравновешенную систему сил (1.13). Проиллюстрировать суть аксиомы присоединения или исключения уравновешенных систем сил можно на основе рис. 1.5. Пусть некоторому абсолютно твердому телу была приложена уравновешенная система сил P. Добавим к этому телу дополнительную систему сил F. Тогда, если система сил F является уравновешенной, то состояние абсолютно твердого тела не изменится.
^ рис. 1.6): если линии действия двух сил пересекаются, то их равнодействующая есть диагональ параллелограмма, построенного на этих силах, как на сторонах.
Направление равнодействующей может быть определено по теореме синусов: ![]() ![]()
^ (рис. 1.8): всякому механическому действию всегда есть равное и противоположно направленное противодействие.
Аксиома затвердевания: если деформируемое тело под действием системы сил находится в равновесии, то последнее не изменится, если тело затвердеет. С помощью этой аксиомы устанавливается, в частности, связь между условиями равновесия сил, приложенных к абсолютно твердому телу (1.2) и деформируемому телу. Из аксиомы следует, что условия равновесия сил, приложенных к абсолютно твердому телу, необходимы и для равновесия деформируемого тела. ^ : состояние тела не изменится, если отбросить какие-либо из наложенных связей, заменив их действие силами реакций.
Величина реакции в этом случае определяется из условия равновесия исходного тела. Направление силы реакции связи принимается совпадающим с направлением запрещенного перемещения точки K тела в месте наложения внешней связи. |
![]() | 1. Основные понятия инвестирования Введение: цель и задачи курса, предмет и методы изучения курса, связь с другими дисциплинами, рекомендованная литература. Основные... | ![]() | Семинар №4 (8 октября 2013г.) Целеполагание педагогической деятельности. Основные понятия Анисимова А. В., Грохольская О. Г., Никандров Н. Д. Общие основы педагогики: Учебник для студентов вузов. Изд 2-е. – М., Просвещение,... |
![]() | Правила вида спорта «спортивный туризм» Часть I. Общие положения Основные понятия Спортивный туризм (СТ) вид спорта, состоящий из двух групп спортивных дисциплин | ![]() | Наиболее общие и фундаментальные понятия, отражающие существенные,... Философия -наука, к-рая изучает самые общие положения о человеке, природе и о познании |
![]() | Тема лекции: Система современного Высшего образования. Основные понятия и категории Учебные заведения. Ступенчатость образования. Квалификации. Организация обучения, учебный год и экзамены мин | ![]() | Лекция №1 тема: основные понятия и определения бжд. Взаимодействие человека с окружающей средой Тема: основные понятия и определения бжд. Взаимодействие человека с окружающей средой |
![]() | - Подходы к определению понятия информация. Определение понятия информация в российском законодательстве | ![]() | Почему небо голубое? Этот вопрос, причем не абстрактно, используя какие-то общие понятия, а конкретно, основываясь на формулах и физических законах |
![]() | Вопрос 1: Основные понятия и предмет морфологии. Морфологическая... | ![]() | Учебной дисциплине «Криминалистика» для студентов всех форм обучения Основные понятия криминалистической тактики (тактический прием, тактическая комбинация и др.) |