Образование

Что такое статика: теоремы и аксиомы

Весь мир состоит из движения каких-либо тел, в том числе и людей. Оно подчиняется различным законам физики, изучающей его закономерности. Наука, изучающая движения тела, называется механикой. В свою очередь, она делится на разделы, одним из которых является статика. Большей частью она направлена на выявление закономерности равновесного состояния тел.

Что такое статика

Стоит рассмотреть это понятие подробнее. Статика – раздел механики, где изучается равновесное состояние тел, то есть выбирается такая система отсчета, относительно которой исследуемый объект не совершает движение независимо от агрегатного состояния: твердого, жидкого, газообразного.

Одна из главных ее задач – умение заменять отброшенные связи силами реакции, которые по модулю и направлению зависят от:

  • приложенных активных сил;
  • вида связи;
  • характеристик движения.
Что такое статика: теоремы и аксиомы - новости образования и науки на News4Smart.ru

Виды равновесия

Существуют следующие типы состояний, при котором тело не совершает движения:

  1. Устойчивое: если тело отклоняется от положения равновесия, то возникает сила, которая возвращает его в исходное состояние покоя.
  2. Безразличное: тело пребывает в равновесии при незначительном отклонении.
  3. Неустойчивое: при выходе тела из равновесного состояния возникают силы, которые пытаются усилить это отклонение.

Если объект не находится в покое, то его потенциальная энергия увеличивается. Существует небольшая теория статики. В ней говорится, что все тела стремятся к минимальному значению потенциальной энергии, образуя потенциальную яму.

Что такое статика: теоремы и аксиомы - новости образования и науки на News4Smart.ru

Аксиомы и теории

Чтобы понять, что такое статика, нужно как минимум разобраться в ее теоретической части.

  1. Аксиома о равновесном состоянии системы двух сил: для поддержания равновесного состояния системы пары сил, действующих на точку, необходимо и достаточно, чтобы они были одинаковы по величине и действовали по аналогичной прямой линии, которая должна проходить через их точки приложения в разных направлениях. Аксиома применима и для сил, накладываемых на одну точку тела.
  2. Аксиома об отбрасывании или добавлении системы сил, приблизительно равной нулю: если на тело действует система сил, то к ней можно добавить (или отбросить от нее) такую же систему, эквивалентную нулю; новая система сил подобна исходной.
  3. Аксиома параллелограмма сил: силы, прикладываемые к одной точке твердого тела (или материальной точке), допустимо заменить одной равнодействующей, такой же длины, как величина и направление диагонали параллелограмма, построенного на первоначально заданных силах.
  4. Аксиома о равенстве сил действия и противодействия: силы взаимодействия двух материальных точек одинаковы по модулю, различны по направлению и действуют по одной прямой, проходящей через взаимодействующие точки. Такие силы могут быть приложены к различным контактирующим точкам одного или разных тел.
  5. Аксиома связей: любую связь можно опустить и заменить системой сил, одной силой или реакцией связи.
  6. Аксиома затвердевания: если тело, над которым совершается деформация, пребывает в равновесии, то это состояние не нарушается от наложения на точки дополнительных связей, в том числе и превращение исходного тела в абсолютно твердое.
Что такое статика: теоремы и аксиомы - новости образования и науки на News4Smart.ru

Примеры статики

Что она изучает? Этот раздел механики изучает твердые тела и материальные точки, которые находятся в равновесии. Также — законы, позволяющие им сохранять состояние покоя. То есть примерами статики могут служить абсолютно твердые тела и точки, над которыми совершаются те или иные действия и прикладываются определенные силы.

Пара сил

Что такое статика? Она не существует без взаимодействия сил с телом. Пара сил – это система двух сил, которые одинаковы по модулю и направлены в разные стороны.

Плечо (обозначается как d) – минимальное расстояние между линиями действия исходных сил.

Правило знаков: при стремлении пары сил двигать тело против часовой стрелки, знак момента — положительный. Приложенную к твердому телу пару сил можно охарактеризовать следующим образом:

  • плоскостью действия;
  • моментом;
  • направлением вращения.

Их векторный момент – вектор, численно равный произведению силы пар на их плечо и направленный перпендикулярно действия сил так, чтобы можно было видеть стремление пары двигать тело в обратную относительно часовой стрелки сторону.

Физика — очень интересная и полезная наука, знание основ которой обязательно пригодится в жизни. В данной статье рассмотрено, что такое статика, а также основные теоремы и аксиомы, связанные с этим понятием.

Что такое статика: теоремы и аксиомы — все интересные факты и достижения науки и образования на News4Smart.ru

Поделитесь ссылкой и ваши друзья узнают, что вы знаете ответы на все вопросы. Спасибо ツ

Related Articles

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Close