Statics on ... Teoreettinen mekaniikka, staattisuus

Statics on kvantitatiivisten menetelmien tiede.elinten välisen vuorovaikutuksen voimakkuuden arviointi. Nämä voimat ovat vastuussa tasapainon ylläpitämisestä, liikuttavien elinten tai muodon muuttamisesta. Arjessa näet monia erilaisia ​​esimerkkejä joka päivä. Liikkuvuus ja muodonmuutokset ovat ratkaisevia sekä keinotekoisten että luonnollisten kohteiden toimivuudelle.

Staattisuuden käsite

Staattisia perustuksia asetettiin yli 2200 vuottatakaisin, kun antiikin Kreikan matemaatikko Archimedes ja muut tiedemiehet tuolloin tutkivat lujittavia ominaisuuksia ja keksittiin yksinkertaisia ​​mekanismeja, kuten vipua ja akselia. Statics on mekaniikan osio, joka käsittelee voimia, jotka toimivat levossa olevissa elimissä tasapainotilanteissa.

Tämä on fysiikan osa, joka tekee mahdolliseksianalyyttisiä ja graafisia menetelmiä, jotka ovat välttämättömiä näiden tuntemattomien voimien määrittämiseksi ja kuvaamiseksi. Osassa "statiikka" (fysiikka) on tärkeä rooli monissa kone-, mekaani- sissa, siviili-, ilmailu- ja biotekniikan aloilla, jotka käsittelevät voimien erilaisia ​​seurauksia. Kun keho on levossa tai liikkuu tasaisella nopeudella, puhumme tästä fysiikan alueesta. Staattinen on kehon tutkimusta tasapainossa.

Tämän osa-alueen menetelmät ja tuloksetolivat erityisen hyödyllisiä rakennusten, siltojen ja patojen suunnittelussa sekä nostureissa ja muissa vastaavissa mekaanisissa laitteissa. Arkkitehtien ja insinöörien on ensin määriteltävä niiden yhteenliitetyt osat vaikuttavat voimat voidakseen laskea tällaisten rakenteiden ja laitteiden koot.

Staattisten aksiomien

Statics on fysiikan haara, joka tutkiiOlosuhteet, joissa mekaaniset ja muut järjestelmät pysyvät tietyssä tilassa, joka ei muutu ajan myötä. Tämä fysiikan osa perustuu viiteen perusosaantiin:

1. Kiinteä runko on staattisen tasapainon tilassa, jos kaksi samaa voimakkuutta vaikuttavat voimat vaikuttavat samaan toimintalinjaan ja suuntautuvat vastakkaisiin suuntiin samalle linjalle.
2. Kiinteä runko on staattisessa tilassa, kunnes ulkoiset voimat tai joukkojärjestelmä vaikuttavat siihen.
3. Samaa materiaalipistettä toimiva kahden voiman tulos on yhtä suuri kuin kahden voiman vektorisumma. Tämä axiom noudattaa vektorin summation periaatetta.
4. Kaksi vuorovaikuttavaa elintä reagoivat toisiinsa kahdella voimalla, jotka ovat yhtä voimakkaita vastakkaisissa suunnissa samalla toimintalinjalla. Tätä aksiomia kutsutaan myös toiminnan ja reaktion periaatteeksi.
5. Jos muokattava kappale on staattisessa tasapainossa, se ei häiriinny, jos fyysinen elin pysyy kiinteässä tilassa. Tätä aksiomia kutsutaan myös jähmettymisen periaatteeksi.

Mekaniikka ja sen osat

Fysiikka kreikaksi (physikos -"luonnollinen" ja "physis" - "luonne") kirjaimellisesti tarkoittaa luonnontieteellistä luonnetta. Se kattaa kaikki tunnetut lait ja aineen ominaisuudet sekä siihen vaikuttavat voimat, kuten painovoima, lämpö, ​​valo, magnetismi, sähkö ja muut voimat, jotka voivat muuttaa esineiden perusominaisuuksia. Yksi tieteenaloista on mekaniikka, joka sisältää niin tärkeitä osa-alueita kuin staattisuus ja dynamiikka sekä kinetiikka.

Mekaniikka - osa fyysistä, joka käsitteleesellaisten voimien, esineiden tai ruumiiden tutkiminen, jotka ovat levossa tai liikkeessä. Tämä on yksi suurimmista tiede- ja teknologia-alan toimijoista. Staattisiin tehtäviin kuuluu muun muassa eri voimien vaikutusten alaisten elinten tilan tutkiminen. Kinematiikka on fysiikan (mekaniikka) haara, joka tutkii esineiden liikkumista liikkuvuutta aiheuttavista voimista riippumatta.

Teoreettinen mekaniikka: staattisuus

Mekaniikka on fyysinen tiedekatsoo, että elimet käyttäytyvät joukkojen toimesta. Mekaniikkaa on kolme kategoriaa: täysin kiinteät, muokattavat kappaleet ja nesteet. Kiinteä runko on keho, jota ei ole vääntynyt voimalla. Teoreettinen mekaniikka (staattisuus - osa täysin kiinteän kappaleen mekaniikasta) sisältää myös dynamiikan, joka vuorostaan ​​on jaettu kinetiikkaan ja kinetiikkaan.

Deformoituva kehon mekaniikka käsittelee asioitakehon sisällä olevien voimien jakautuminen ja tässä yhteydessä aiheutuneet muodonmuutokset. Nämä sisäiset voimat aiheuttavat tiettyjä jännitteitä kehossa, mikä voi viime kädessä johtaa muutoksiin itse materiaalissa. Näitä asioita tutkitaan materiaalivoimavarojen kursseilla.

Nestemekaniikka on osa mekaniikkaa, jokakäsittelee voimien jakautumista nesteissä tai kaasuissa. Nesteitä käytetään laajalti tekniikassa. Ne voidaan luokitella puristamattomiksi tai puristuviksi. Sovelluksiin kuuluvat hydrauliikka, ilmailu ja paljon muuta.

Dynamiikan käsite

Dynamiikka käsittelee voimaa ja liikkeitä. Ainoa tapa muuttaa kehon liikettä on käyttää voimaa. Dynamiikan voiman ohella se tutkii muita fyysisiä käsitteitä, joista ovat seuraavat: energia, impulssi, törmäys, painopiste, momentti ja hitausmomentti.

Statics ja dynamiikka ovat täysinvastakkaisia ​​valtioita. Dynamiikka on sellaisten elinten tutkimusta, jotka eivät ole tasapainossa ja kiihtyvyys syntyy. Kinetiikka käsittelee liikkeitä aiheuttavien voimien tai liikkuvuuden aiheuttamia voimia. Toisin kuin statika, kinematiikka on kehon liikkuvuuden teoria, jossa ei oteta huomioon sitä, kuinka tarkalleen liike on tehty. Joskus sitä kutsutaan "liikkeen geometriaksi".

kinematiikka

Kinemaattisia periaatteita käytetään useinanalyysi paikan, nopeuden ja kiihtyvyyden määrittämisestä laitteiston eri osissa sen käytön aikana. Kinematiikka pitää pisteen, kehon ja kehon liikkumista liikkumatta ottamatta huomioon liikkeen syitä. Liikettä kuvaavat määrät vektori, kuten siirto, nopeus ja kiihtyvyys sekä viitejärjestelmän viite. Erilaiset kinematiikan ongelmat ratkaistaan ​​liikkeen yhtälön avulla.

Mekaniikka - Statics: perusarvot

Mekaniikan historia on yli vuosisata. Staattiset perusperiaatteet kehitettiin jo kauan sitten. Kaikenlaiset viput, kallistetut tasot ja muut periaatteet olivat välttämättömiä varhaisten sivilisaatioiden aikoina esimerkiksi sellaisten valtavien rakenteiden, kuten pyramidien, rakentamiseksi.

Mekanismin perusmäärät ovatpituus, aika, massa ja voima. Kolme ensimmäistä kutsutaan absoluuttiseksi, toisistaan ​​riippumattomiksi. Vahvuus ei ole absoluuttinen arvo, koska se liittyy massan ja nopeuden muutoksiin.

pituus

Pituus on arvo, jota käytetäänKuvaukset paikan asemasta avaruudessa suhteessa toiseen pisteeseen. Tätä etäisyyttä kutsutaan pituusyksiköksi. Yleisesti hyväksytty standardi pituusyksikkö on mittari. Tämä standardi on muodostettu ja parannettu vuosien varrella. Aluksi se oli kymmenen miljoonasosa maapallon pinnan kvadrantista, millä oli melko vaikeaa tehdä mittauksia. 20. lokakuuta 1983 mittari määriteltiin valon kulkevan polun pituudella tyhjössä 1 / 299,792,458 sekuntia.

aika

Aika on tietty väli kahden välillätapahtumia. Yleisesti hyväksytty standardi ajan yksikkö on toinen. Toinen alun perin määriteltiin Maan kiertoradan keskipitkän ajan 1 / 86,4 akselinsa ympärillä. Vuonna 1956 toisen määritelmä parani ja oli 1/31.556 aikaa täydelliseen vallankumoukseen, mikä tekee maapallosta auringon ympärillä.

paino

Massa on aineen ominaisuus. Sitä voidaan pitää ruumiin sisältämän aineen määränä. Tämä luokka määrittää painovoiman vaikutuksen kehoon ja resistenssin muutoksiin liikkeessä. Tätä liike-muutoksen vastustuskykyä kutsutaan inertiksi, joka on seurausta kehon massasta. Yleisesti hyväksytty massayksikkö on kilogramma.

teho

Voima on johdettu yksikkö, mutta erittäin tärkeäestää mekaniikan tutkimusta. Se on usein määritelty yhdeksi elimeksi toiselle ja se voi olla tai ei välttämättä ole seurausta suorista kosketuksista elinten välillä. Gravitaatio- ja sähkömagneettiset voimat ovat esimerkkejä tällaisen vaikutuksen tuloksesta. On olemassa kaksi vaikuttamisperiaatetta, voimat, jotka pyrkivät muuttamaan järjestelmän liikkeitä ja jotka ovat taipuvaisia ​​muuttamaan sitä. Ydinvoimayksikkö on Newton SI-järjestelmässä ja punta englantilaisessa järjestelmässä.

Tasapainoyhtälöt

Statics ehdottaa, että kohteet, joistaovat täysin vankkoja. Kaikkien lepoasentoon vaikuttavien voimien summan on oltava nolla, toisin sanoen voimat tasapainottavat toisiaan, eikä ole olemassa taipumusta voimista, jotka kykenevät kääntämään kehon ympärille akseliin. Nämä olosuhteet ovat toisistaan ​​riippumattomia ja niiden ilmaisu matemaattisessa muodossa muodostavat ns. Tasapainoyhtälöt.

On olemassa kolme tasapainoyhtälöä, ja siksiVain kolme tuntematonta voimaa voidaan laskea. Jos yli kolme tuntematonta voimaa on olemassa, tämä tarkoittaa sitä, että rakenteessa tai koneessa on useita muita komponentteja kuin mitä tarvitaan tiettyjen kuormien pitämiseen tai että on olemassa enemmän rajoituksia kuin on tarpeen ruumiin liikkuvuuden säilyttämiseksi.

Tällaiset tarpeettomat osat tai rajoituksetkutsutaan redundantiksi (esimerkiksi nelijalkainen taulukko on yksi tarpeeton), ja voimajärjestelmä on staattisesti epämääräinen. Staattisissa olosuhteissa käytettävissä olevien yhtälöiden määrä on rajallinen, koska mikä tahansa kiinteä runko pysyy kiinteänä kaikissa olosuhteissa muodoltaan ja koosta riippumatta.