Понятия:
Силой называется количественная мера механического взаимодействия тел.
Сила является векторной величиной, действие силы на тело определяется численным значением (модулем), направлением и точкой приложения силы
(рис. 1.1).
Рис. 1.1.
На схемах сила изображается направленным отрезком. Основной единицей измерения силы является 1 Ньютон (1Н).
- Совокупность нескольких сил, действующих на тело, называется системой сил.
- Эквивалентные системы сил - системы сил, оказывающие одинаковое механическое действие на одно и то же тело.
- Уравновешенная система сил - система сил, под действием которой тело находится в равновесии.
- Сила, эквивалентная некоторой системе сил, называется равнодействующей.
- Сила, равная по модулю равнодействующей и направленная по линии ее действия в противоположную сторону, называется уравновешивающей силой.
АКСИОМЫСТАТИКИ
Статикой называется раздел теоретической механики в котором излагается общее учение о силах и изучается равновесие материальных тел, находящихся под действием сил.
Под равновесием понимают состояние покоя тела по отношению к инерциальной системе отсчета, связанной обычно с неподвижным телом.
В качестве модели реального материального тела, в статике рассматривается абсолютно твердое тело - тело расстояние между любыми двумя точками которого всегда остается постоянным.
Совокупность сил, действующих на твердое тело, называется системой сил.
В основе статики лежат аксиомы - экспериментально установленные законы, справедливость которых проверена практической деятельностью человека.
Аксиома 1. Если на свободное абсолютно твердое тело действуют две силы, то тело может находится в равновесии только тогда, когда эти силы равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны:
|
|
F1 = - F2.
Система сил F1 и F2 называется уравновешивающейся, или эквивалентной нулю: F1 + F2 = 0.
(Здесь и далее в АКСИОМАХ векторные величины выделены жирным шрифтом).
Аксиома 2. Действие данной системы сил на абсолютно твердое тело не изменится, если к ней добавить или от нее отнять уравновешенную систему сил.
Следствие. Не нарушая состояния твердого тела, силу можно переносить по линии ее действия в любую точку тела, т. е. сила - вектор скользящий.
Аксиома 3. Две силы, приложенные к телу в одной точке, можно заменить одной, приложенной в той же точке, которая является диагональю параллелограмма, 
построенного на этих силах как на сторонах:
R = F1 + F2.
Сила R, которая эквивалентна данной системе сил F1 и F2 называется равнодействующей. Ее модуль вычисляется по формуле
| R = [F12+ F22 + 2F1F2cosa]1/2 |
где a - угол между силами F1 и F2.
Аксиома 4. Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и направлены по одной прямой в противоположные стороны:
FA = - FB.
Cилы FA и FB не образуют уравновешенную систему сил, так как они приложены к разным телам.
Аксиома 5. Если деформируемое тело под действием системы сил находится в равновесии, то при отвердевании его равновесие сохраняется.
Под действием сил тело D находится в равновесии. Если трос CB заменить стержнем, то равновесие не нарушится, равновесие не нарушится и в том случае, если трос BD заменить стержнем, если же стержень АВ заменить тросом - равновесие нарушится
|
|
(рис. 1.7).
Рис.1.7
Аксиома 6.
Аксиома о связях. Механическое состояние системы не изменится, если освободить её от связей и приложить к точкам системы силы, равные действовавшим на них силам реакций связей.
Связями называют материальные тела или точки, которые ограничивают свободу перемещения рассматриваемого тела (точки). Аксиома связей утверждает, что всякую связь можно отбросить и заменить силой, реакцией связей (или системой сил) (рис. 4, а и б).
Рис. 4