Що таке статика: теореми і аксіоми

Весь світ складається з руху будь-яких тіл, в тому числі і людей. Воно підкоряється різним законам фізики, що вивчає його закономірності. Наука, що вивчає рухи тіла, що називається механікою. У свою чергу, вона поділяється на розділи, одним з яких є статика. Здебільшого вона спрямована на виявлення закономірності рівноважного стану тел.

Що таке статика

Варто розглянути це поняття докладніше. Статика – розділ механіки, де вивчається рівноважний стан тіл, тобто вибирається така система відліку, щодо якої досліджуваний об’єкт не здійснює рух незалежно від агрегатного стану: твердого, рідкого, газоподібного.

Одна з головних її завдань – вміння замінювати відкинуті зв’язку силами реакції, які за модулем і напрямом залежать від:

  • доданих активних сил;
  • види зв’язку;
  • характеристик руху.

Загрузка...

Види рівноваги

Існують наступні типи станів, при якому тіло не здійснює рухи:

  1. Сталий: якщо тіло відхиляється від положення рівноваги, то виникає сила, яка повертає його в початковий стан спокою.
  2. Байдуже: тіло перебуває в рівновазі при незначному відхиленні.
  3. Нестійке: при виході тіла з рівноважного стану виникають сили, які намагаються посилити це відхилення.

Якщо об’єкт не перебуває в спокої, то його потенційна енергія збільшується. Існує невелика теорія статики. У ній говориться, що всі тіла прагнуть до мінімального значення потенційної енергії, утворюючи потенційну яму.

Аксіоми і теорії

Щоб зрозуміти, що таке статика, потрібно як мінімум розібратися в її теоретичної частини.

  1. Аксіома про рівноважному стані системи двох сил: для підтримання рівноважного стану системи пар сил, що діють на точку, необхідно і достатньо, щоб вони були однакові за величиною і діяли за аналогічною прямої лінії, яка повинна проходити через їх точки додатки у різних напрямах. Аксіома застосовна і для сил, які накладаються на одну точку тіла.
  2. Аксіома про відкидання або додавання системи сил, приблизно рівною нулю: якщо на тіло діє система сил, то до неї можна додати (або відкинути від неї) таку ж систему, еквівалентну нулю; нова система сил подібна до вихідної.
  3. Аксіома паралелограма сил: сили, прикладаються до однієї точки твердого тіла (або матеріальної точки), допустимо замінити однією рівнодіючої, такої ж довжини, як величина і напрям діагоналі паралелограма, побудованого на спочатку заданих силах.
  4. Аксіома про рівність сил дії і протидії: сили взаємодії двох матеріальних точок однакові по модулю, різні за напрямком і діють по одній прямій, що проходить через взаємодіючі точки. Такі сили можуть бути прикладені до різних контактують точках одного або різних тел.
  5. Аксіома зв’язків: будь-який зв’язок можна опустити і замінити системою сил, однією силою або реакцією зв’язку.
  6. Аксіома затвердіння: якщо тіло, над яким відбувається деформація, перебуває у рівновазі, то цей стан не порушується від накладання на точки додаткових зв’язків, у тому числі і перетворення вихідного тіла в абсолютно тверде.
Дивіться також:  Що таке суспільство: поняття, значення, ознаки.

Приклади статики

Що вона вивчає? Цей розділ механіки, що вивчає тверді тіла і матеріальні точки, які знаходяться в рівновазі. Також — закони, що дозволяють їм зберігати стан спокою. Тобто прикладами статики можуть служити абсолютно тверді тіла і точки, над якими здійснюються ті або інші дії і прикладаються певні сили.

Пара сил

Що таке статика? Вона не існує без взаємодії сил з тілом. Пара сил – це система двох сил, які однакові по модулю і спрямовані в різні сторони.

Плече (позначається як d) – мінімальна відстань між лініями дії вихідних сил.

Правило знаків: при прагненні пари сил рухати тіло проти годинникової стрілки, знак моменту — позитивний. Прикладені до твердого тіла пару сил можна охарактеризувати наступним чином:

  • площиною дії;
  • моментом;
  • напрямком обертання.

Їх векторний момент – вектор, чисельно рівний добутку сили пар на їх плече і спрямований перпендикулярно дії сил так, щоб можна було бачити прагнення пари рухати тіло у зворотний щодо годинникової стрілки бік.

Фізика — дуже цікава і корисна наука, знання основ якої обов’язково стане в нагоді в житті. В даній статті розглянуто, що таке статика, а також основні теореми і аксіоми, пов’язані з цим поняттям.