Statika je ... Teoretická mechanika, statika

Statika - to je věda

Koncepce statiky

Základy statiky byly položeny před více než 2200 lety, kdy starověký řecký matematik Archimedes a další vědci tehdejší doby zkoumali výztužné vlastnosti a vynález jednoduché mechanismy, jako je páka a náprava. Statika je část mechaniky, která se zabývá silami, které působí na těla v klidu za podmínek rovnováhy.

To je úsek fyziky, což umožňuje analytické a grafické postupy nezbytné k určení a popisu těchto neznámých sil. Sekce "statika" (fyzika) hraje důležitou roli v mnoha odvětvích strojírenství, mechanického, civilního, leteckého a bioinženýrství, které se zabývají různými důsledky sil. Když je tělo v klidu nebo pohybu v jednotné rychlosti, pak mluvíme o této oblasti fyziky. Statická je studium těla v rovnováze.

Metody a výsledky této části vědy se ukázaly být zvláště užitečné při navrhování budov, mostů a přehrad, jakož i jeřábů a jiných podobných mechanických zařízení. Aby architekti a inženýři mohli vypočítat velikost těchto konstrukcí a zařízení, musí nejdříve určit síly, které působí na jejich vzájemně propojené části.

Axiomy statiky

Statika je odvětví fyziky, které zkoumá podmínky, za nichž mechanické a jiné systémy zůstávají v určitém stavu, který se časem nemění. Tato část fyziky je založena na pěti základních axiomech:

1. Pevná látka je ve stavu statické rovnováhy, jestliže dvě síly stejné intenzity působí na ni, leží na stejné lince působení a směřují v opačných směrech podél stejné linie.
2. Pevné tělo bude ve statickém stavu, dokud nebude ovlivněno vnějšími silami nebo systémem sil.
3. Rovník dvou sil působících na stejném bodě materiálu se rovná vektorovému součtu obou sil. Tato axiom je předmětem principu vektorového součtu.
4. Dvě vzájemně působící těla reagují navzájem dvěma silami v intenzitě v opačných směrech podél jedné linie působení. Tato axiom se také nazývá princip činnosti a reakce.
5. Pokud je deformovatelné tělo ve stavu statické rovnováhy, nebude to narušeno, pokud fyzické tělo zůstane v pevném stavu. Tato axiom se také nazývá princip solidifikace.

Mechanika a její části

Fyzika, přeložená z řečtiny (fyzika - "přirozená" a "fyzika" - "příroda") doslovně znamená vědu, která se zabývá přírodou. Pokrývá všechny známé zákony a vlastnosti hmoty, stejně jako síly působící na ni, mezi něž patří gravitace, teplo, světlo, magnetismus, elektřina a další síly, které mohou změnit základní vlastnosti objektů. Jednou z oblastí vědy je mechanika, která zahrnuje takové důležité podsekce jako statika a dynamika, stejně jako kinematika.

Mechanika je větev fyziky, která se zabývá studiem sil, předmětů nebo těles v klidu nebo v pohybu. Jedná se o jeden z největších témat v oblasti vědy a techniky. Statické úkoly zahrnují studium stavu těles pod vlivem různých sil. Kinematika je odvětví fyziky (mechanika), která studuje pohyb objektů bez ohledu na síly, které způsobují pohyb.

Teoretická mechanika: statika

Mechanika je fyzikální věda, která zvažuje chování těl při působení sil. Existují tři kategorie mechaniky: absolutně tuhé tělo, deformovatelná tělesa a tekutina. Pevné tělo je tělo, které se nedeformuje pod působením sil. Teoretická mechanika (statika - součást mechaniky absolutně tuhého těla) zahrnuje také dynamiku, která je naopak rozdělena na kinematiku a kinetiku.

Mechanika deformovaného těla se zabývá rozložením sil v těle a deformacemi způsobenými v tomto spojení. Tyto vnitřní síly způsobují určité napětí v těle, což nakonec může vést ke změně samotného materiálu. Tyto problémy jsou studovány v průběhu odolnosti materiálů.

Mechanika kapalin je mechanická část, která se zabývá rozložením sil uvnitř kapalin nebo plynů. Tekutiny se ve strojírenství běžně používají. Mohou být klasifikovány jako nestlačitelné nebo stlačitelné. Oblasti použití jsou hydraulika, letecký průmysl a mnoho dalších.

Pojem dynamiky

Dynamika se zabývá silou a pohybem. Jediným způsobem, jak změnit pohyb těla, je použít sílu. Spolu se silou dynamiky studuje další fyzické pojmy, mezi které patří: energie, hybnost, kolize, těžiště, točivý moment a moment setrvačnosti.

Statika a dynamika jsou naprosto opačné stavy. Dynamika je doktrína těles, která není v rovnováze, a tam je zrychlení. Kinetika se zabývá silami, které způsobují pohyb nebo síly, které vznikají v důsledku pohybu. Na rozdíl od takového pojmu jako statika je kinematika doktrínou pohybu těla, ve které se skutečnost nezohledňuje přesně tak, jaký je pohyb. Někdy se nazývá "geometrie pohybu".

Kinematika

Kinematické principy se často používají k analýze určování polohy, rychlosti a zrychlení v různých částech zařízení během jeho provozu. Kinematika považuje pohyb bodu, těla a systému těl bez ohledu na příčiny pohybu. Pohyb je popsán vektorem veličin, jako je posun, rychlost a zrychlení, spolu s referenčním rámcem. Různé problémy s kinematikou jsou řešeny pomocí rovnice pohybu.

Mechanika - statika: základní veličiny

Historie mechaniky má více než jedno století. Základní principy statiky byly vyvinuty dávno. V době raných civilizací byly nutné všechny druhy páček, nakloněných rovin a další principy, např. Pro konstrukci tak velkých struktur, jako jsou pyramidy.

Základní mechaniky v mechaniky jsou délka, čas, hmotnost a síla. První tři se nazývají absolutní, navzájem nezávislé. Síla není absolutní hodnota, protože se vztahuje k změnám hmotnosti a rychlosti.

Délka

Délka je hodnota, která se používá k popisu polohy bodu v prostoru vzhledem k jinému bodu. Tato vzdálenost se nazývá standardní jednotka délky. Standardní jednotka pro měření délky je metr. Tento standard byl vytvořen a zlepšován po mnoho let. Zpočátku to byla desetina miliónová část zemského kvadrantu, což bylo obtížné měřit. 20. října 1983 byl metr definován jako délka dráhy, kterou cestoval světlo ve vakuu na 1 / 299,792,458 sekund.

Čas

Čas je určitý interval mezi dvěma událostmi. Standardní jednotkou času je druhá. Druhý byl původně definován jako 1 / 86.4 sekundární období otáčení Země kolem její osy. V roce 1956 byla definice druhé vylepšena a činila 1 / 31,556 času potřebného pro celkový obrat, který Země dělá okolo Slunce.

Hmotnost

Hmotnost je majetkem hmoty. Může být považováno za množství látky obsažené v těle. Tato kategorie určuje vliv gravitace na tělo a odolnost proti změnám v pohybu. Tato odolnost vůči změnám v pohybu se nazývá setrvačnost, která je výsledkem tělesné hmotnosti. Společnou jednotkou hmotnosti je kilogram.

Pevnost

Výkon je odvozená jednotka, ale velmi důležitá jednotka ve studiu mechaniky. Často se definuje jako činnost jednoho těla na druhém a může nebo nemusí být výsledkem přímého kontaktu mezi těly. Gravitační a elektromagnetické síly jsou příklady výsledku takového dopadu. Existují dva principy vlivu, síly, které mají tendenci měnit pohyb systému a které mají tendenci deformovat ho. Základní jednotka síly je Newtonova SI systém a libra v anglickém systému.

Rovnice rovnováhy

Statika naznačuje, že dotyčné předměty jsou naprosto nehybné. Součet všech sil působících na tělo v klidovém stavu musí být nulový, to znamená, že zúčastněné síly se vzájemně vyrovnávají a nesmějí existovat žádné tendence pro síly schopné otáčet tělo kolem jakékoli osy. Tyto podmínky jsou nezávislé na sobě a jejich vyjádření v matematické formě je tzv. Rovnovážné rovnice.

Existují tři rovnovážné rovnice a proto lze vypočítat pouze tři neznámé síly. Pokud existují více než tři neznámé síly, znamená to, že součásti v konstrukci nebo stroji jsou poněkud větší, než je nutné k podpoře určitých zatížení, nebo že existuje více omezení, než je nezbytné k tomu, aby se tělo nemohlo pohybovat.

Takové zbytečné komponenty nebo omezení jsou nazývány nadbytečnými (například tabulka na čtyřech nohách má jednu redundantní) a systém síly je staticky neurčitý. Počet rovnic dostupných ve statických systémech je omezen, protože jakákoliv pevná látka zůstává pevná za jakýchkoli podmínek, bez ohledu na tvar a velikost.