Основные определения

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

СТАТИКА

Конспект лекций

Лекция №1. Предмет теоретической механики, разделы. Предмет статики. Основные понятия. Аксиомы статики.

1. Теоретическая механика – наука, изучающая наиболее общие законы механического движения и взаимодействия материальных тел. Под механическим движением понимают происходящее с течением времени изменение взаимного положения материальных тел в пространстве.

2. Связь с другими предметами можно представить в виде структурной схемы, приведенной на рисунке.

По характеру решаемых задач теоретическую механику делят на следующие разделы: Статика, Кинематика и Динамика.

Статика – раздел изучающий равновесие тел.

Кинематика – раздел механике, в котором изучаются движения тел с геометрической точки зрения без учета силовых взаимодействий между телами.

Динамика – раздел механики, изучающий движение тел с учетом силовых взаимодействий между телами.

Основные определения.

Статика - это учение о равновесии тел. В природе и окружающем нас мире абсолютного равновесия нет, всякое равновесие лишь временно и относительно, то есть может наблюдаться равновесие тела только относительно некоторой условно неподвижной системы координат. В статике за такую систему выбрана система координат, неизменно связанная с Землей. Вводится понятие инерциальной системы отсчета, в которой справедливы законы Ньютона. Исходя из опытов и наблюдений, можно сделать выводы, что такой системой отсчета является система с началом в центре Солнечной системы и осями, направленными к далеким звездам. Инерциальную систему отсчета условно принимают неподвижной. В статике с долей погрешности такой системой отсчета можно принять систему, связанную с Землей. Под равновесием тела понимается состояние покоя тела по отношению к другим телам (например Земле).

Мерой механического взаимодействия между телами в механике является сила, а результатом взаимодействия – изменение движения тел или изменение их формы (деформации). Сила, как векторная величина, характеризуется точкой приложения, направлением действия и величиной действия. За единицу силы берётся сила в 1 H. Сила, приложенная в одной точке тела, называется сосредоточенной. Силы, приложенные к какой-либо части объема тела, его поверхности или линии, называются распределёнными.

Абсолютно твердым называют такое тело, расстояние между двумя любыми точками которого считают неизменными.

Материальная точка – это тело, размерами которого при изучении его движения или равновесия можно пренебречь.

Пространство в классической механике считают абсолютным трехмерным евклидовым, его свойства не зависят от движущихся в нем материальных тел и времени, они одинаковы во всех точках и направлениях.

Время тоже абсолютно, изменяется монотонно от настоящего к будущему и протекает одинаково во всех системах отсчета.

Системой сил будем называть совокупность сил действующих на данное тело.

Система сил называется сходящейся, если линии действия такой системы пересекаются в одной точке тела.

Система сил называется параллельной, если линии действия такой системы параллельны друг другу.

Две системы, оказывающие на тело одинаковое действие, называются эквивалентными системами.

Если под действием данной системы тело находится в равновесии, то такая система называется уравновешенной системой или системой, эквивалентной нулю (часто в этом случае говорят, что тело находится в состоянии покоя).

Сила, эквивалентная системе сил, называется равнодействующей R этой системы.