Статика — раздел механики, изучающий условия равновесия (покоя) взаимодействующих тел. При рассмотрении условий равновесия в качестве модели тела нельзя использовать материальную точку, так как равновесие подразумевает не только отсутствие поступательного движения, но и отсутствие вращения.

Твердое тело — модель тела, деформациями которого при внешних воздействиях можно пренебречь.



Ось вращения — воображаемая прямая, на которой расположены центры траекторий точек вращающегося относительно нее твердого тела.

Плечо силы (/) — расстояние от оси вращения до линии, вдоль которой действует сила.

Момент силы (М) относительно некоторой оси вращения — произведение модуля силы F на плечо силы I:

М = FI.

Момент силы, вращающий тело против часовой стрелки, считают положительным, а момент силы, вращающий тело по часовой стрелке — отрицательным. Единица момента силы — ньютон, умноженный на метр (Н • м).

Условия равновесия твердого тела

1. Тело находится в равновесии, если сумма сил, действующих на тело, равна нулю.

2. Тело находится в равновесии, если сумма моментов сил относительно произвольно выбранной оси равна нулю. j

Правило моментов. Тела, имеющие закрепленную ось вращения, будут находиться в равновесии, если сумма моментов сил относительно этой оси равна нулю.

Центр масс — точка, через которую должна проходить линия действующей силы, чтобы тело двигалось без вращения. Центр масс симметричных однородных тел совпадает с их центром симметрии.

Центр тяжести тела — точка, через которую должна проходить линия подвеса, чтобы тело не вращалось под действием сил тяжести. Центр тяжести тела, находящегося в однородном гравитационном поле совпадает с его центром масс.

Устойчивое равновесие тела. При малом отклонении тела от положения равновесия возникает сила, возвращающая тело обратно. Потенциальная энергия при отклонении от положения равновесия возрастает.

Неустойчивое равновесие тела. При малом отклонении тела от положения равновесия возникает сила, увеличивающая это отклонение. Потенциальная энергия тела при отклонении от положения равновесия уменьшается.

Безразличное равновесие тела. При малом отклонении тела от положения равновесия не возникает сила, возвращающая тело обратно. Потенциальная энергия тела при отклонении от положения равновесия не изменяется.




See also: