Statica este ... Mecanica teoretica, statica

Statica - este știința

Conceptul de statică

Bazele statice au fost date mai mult de 2200 de ani în urmă, când matematicianul antic grec Arhimede și alți oameni de știință din acea vreme studiau proprietățile de armare și invenția mecanisme simple, cum ar fi o pârghie și o axă. Statica este o secțiune a mecanicii care se ocupă de forțe care acționează asupra corpurilor în repaus în condiții de echilibru.

Asta este secția de fizică, care face posibile procedurile analitice și grafice necesare pentru a determina și descrie aceste forțe necunoscute. Secțiunea "statică" (fizică) joacă un rol important în multe ramuri ale ingineriei, mecanicii, civilului, aviației și bioingineriei, care se ocupă de diferitele consecințe ale forțelor. Când corpul se odihnește sau se mișcă cu o viteză uniformă, atunci vorbim despre această arie de fizică. Static este studiul corpului în echilibru.

Metodele și rezultatele acestei secțiuni științifice s-au dovedit a fi deosebit de utile în proiectarea clădirilor, podurilor și barajelor, precum și a macaralelor și a altor dispozitive mecanice similare. Pentru a putea calcula dimensiunile acestor structuri și echipamente, arhitecții și inginerii trebuie să determine mai întâi forțele care acționează asupra părților lor interconectate.

Axiomele staticei

Statica este o ramură a fizicii care studiază condițiile în care sistemele mecanice și celelalte sisteme rămân într-o anumită stare care nu se schimbă odată cu timpul. Această secțiune de fizică se bazează pe cinci axiome de bază:

1. Un corp solid este într-o stare de echilibru static, în cazul în care există două forțe care au aceeași intensitate, se află pe aceeași linie de acțiune și sunt îndreptate în direcții opuse de-a lungul aceeași linie.
2. Un corp solid va fi într-o stare statică până când va fi afectat de forțe externe sau un sistem de forțe.
3. Ecuatorul celor două forțe care acționează la același punct material este egal cu suma vectorială a celor două forțe. Această axiomă este supusă principiului sumării vectoriale.
4. Două corpuri interacționate reacționează unul cu altul cu două forțe egale în intensitate în direcții opuse de-a lungul unei linii de acțiune. Această axiomă este, de asemenea, numită principiul acțiunii și reacției.
5. Dacă corpul deformabil este într-o stare de echilibru static, acesta nu va fi deranjat dacă corpul fizic rămâne în stare solidă. Această axiomă se mai numește și principiul solidificării.

Mecanica și secțiunile sale

Fizica, tradusă din greacă (fizikos - "natural" și "fizică" - "natură") înseamnă literalmente știință care se ocupă de natură. Acoperă toate legile și proprietățile cunoscute ale materiei, precum și forțele care acționează asupra ei, printre care gravitatea, căldura, lumina, magnetismul, energia electrică și alte forțe care pot schimba caracteristicile de bază ale obiectelor. Una dintre secțiunile științei este mecanica, care include subsecțiuni atât de importante precum statica și dinamică, precum și cinematica.

Mecanica este o ramură a fizicii care se ocupă cu studiul forțelor, obiectelor sau corpurilor în repaus sau în mișcare. Acesta este unul dintre cele mai mari subiecte din domeniul științei și tehnologiei. Sarcinile statice includ studierea stării corpurilor sub influența diferitelor forțe. Cinematica este o ramură a fizicii (mecanicii), care studiază mișcarea obiectelor indiferent de forțele care determină mișcarea.

Mecanica teoretică: statică

Mecanica este o știință fizică care ia în considerare comportamentul corpurilor sub acțiunea forțelor. Există trei categorii de mecanici: un corp absolut rigid, corpuri deformabile și fluid. Un corp solid este un corp care nu se deformează sub acțiunea forțelor. Mecanică teoretică (statice - a mecanicii unui corp rigid) include, de asemenea, o dinamică care, la rândul său, divizate în cinematică și o cinetică.

Mecanica corpului deformat se ocupă de distribuția forțelor din interiorul corpului și de deformările cauzate în această legătură. Aceste forțe interne determină anumite tensiuni în organism, care pot duce în final la o schimbare a materialului în sine. Aceste aspecte sunt studiate în cursul rezistenței materialelor.

Mecanica fluidelor este o secțiune mecanică care se ocupă cu distribuția forțelor în interiorul lichidelor sau gazelor. Fluidele sunt utilizate pe scară largă în inginerie. Acestea pot fi clasificate ca incompresibile sau comprimabile. Domenii de aplicare sunt hidraulica, aerospatiala si multe altele.

Noțiunea de dinamică

Dinamica se ocupă de forță și mișcare. Singura modalitate de a schimba mișcarea corpului este de a folosi forța. Alături de dinamica puterii de a studia alte concepte fizice, printre care sunt următoarele: energie, impuls, coliziune, centrul de greutate, un cuplu și momentul de inerție.

Statica și dinamica sunt state complet opuse. Dinamica este doctrina corpurilor care nu sunt în echilibru și există o accelerare. Kinetica se ocupă de forțele care determină mișcarea sau forțele care apar ca urmare a mișcării. Spre deosebire de o astfel de noțiune ca statică, cinematica este doctrina mișcării corpului, în care nu se ia în considerare exact modul în care se face mișcarea. Uneori se numește "geometria mișcării".

cinematică

Principiile cinematice sunt adesea folosite pentru a analiza determinarea poziției, viteza și accelerația în diferite părți ale echipamentului în timpul funcționării sale. Cinematica consideră mișcarea unui punct, a unui corp și a unui sistem de corpuri fără a lua în considerare cauzele mișcării. Propunerea este descrisă de un vector de cantități, cum ar fi deplasarea, viteza și accelerația, împreună cu un cadru de referință. Diferite probleme în kinematică sunt rezolvate prin utilizarea ecuații de mișcare.

Mecanică - statică: cantități fundamentale

Istoria mecanicii are mai mult de un secol. Principiile de baza ale staticii au fost dezvoltate de mult timp. Au fost necesare tot felul de pârghii, planuri înclinate și alte principii în perioadele civilizațiilor timpurii pentru a construi, de exemplu, astfel de structuri uriașe ca piramidele.

Cantitățile fundamentale din mecanică sunt lungimea, timpul, masa și forța. Primele trei se numesc absolute, independente una de cealaltă. Forța nu este o valoare absolută, deoarece este legată de modificările de masă și de viteză.

lungime

Lungimea este o valoare care este folosită pentru a descrie poziția unui punct în spațiu față de un alt punct. Această distanță este numită unitatea standard de lungime. Unitatea standard standard pentru măsurarea lungimii este un contor. Acest standard a fost format și îmbunătățit de-a lungul multor ani. Inițial a reprezentat o parte zece milioane din suprafața pământului, cu care era destul de dificil să se facă măsurători. La 20 octombrie 1983, contorul a fost definit ca lungimea căii parcursă de lumină în vid timp de 1 / 299,792,458 secunde.

timp

Timpul este un anumit interval între două evenimente. Unitatea standard de timp standard este a doua. Al doilea a fost inițial definit ca 1 / 86.4 secundar perioada de revoluție a Pământului în jurul axei sale. În 1956, definiția celui de-al doilea a fost îmbunătățită și sa ridicat la 1/31.556 din timpul necesar pentru cifra de afaceri totală pe care Pământul o face în jurul Soarelui.

greutate

Liturgia este o proprietate a materiei. Acesta poate fi considerat ca fiind cantitatea de substanță conținută în organism. Această categorie determină impactul gravitației asupra corpului și rezistența la schimbări în mișcare. Această rezistență la schimbarea mișcării se numește inerție, care este rezultatul greutății corporale. Unitatea comună de masă este un kilogram.

putere

Puterea este o unitate derivată, dar o unitate foarte importantă în studiul mecanicii. Este deseori definită ca acțiunea unui corp pe altul și poate sau nu poate fi rezultatul contactului direct între corpuri. Forțele gravitaționale și electromagnetice sunt exemple ale rezultatului unui astfel de impact. Există două principii de influență, forțe care tind să modifice mișcarea sistemului și care tind să-l deformeze. Unitatea de bază a forței este Newton Sistemul SI și lira în sistemul englez.

Ecuații de echilibru

Statica sugerează că subiecții în cauză sunt absolut rigizi. Suma tuturor forțelor care acționează asupra corpului în stare de repaus trebuie să fie zero, adică forțele participante se echilibrează reciproc și nu ar trebui să existe nici o tendință pentru forțele capabile să transforme corpul în jurul oricărei axe. Aceste condiții sunt independente unul de celălalt, iar expresia lor în formă matematică este așa-numitele ecuații de echilibru.

Există trei ecuații de echilibru și, prin urmare, pot fi calculate doar trei forțe necunoscute. Dacă există mai mult de trei forțe necunoscute, aceasta înseamnă că componentele din structură sau mașină sunt ceva mai mari decât cele necesare pentru a suporta anumite sarcini sau că există mai multe restricții decât este necesar pentru a nu permite mișcarea corpului.

Astfel de componente sau constrângeri inutile se numesc redundante (de exemplu, un tabel pe patru picioare are unul redundant), iar sistemul de forță este static nedeterminat. Numărul de ecuații disponibile în statică este limitat, deoarece orice solid rămâne rigid în orice condiții, indiferent de formă și dimensiune.