Statika je ... Teorijska mehanika, statika

Statika - to je znanost

Koncept statike

Temelji statike postavljeni su prije više od 2200 godina, kada su drevni grčki matematičar Arhimed i drugi znanstvenici toga vremena proučavali svojstva ojačanja i izum jednostavni mehanizmi, kao što je poluga i osovina. Statika je dio mehanike koji se bavi sila koja djeluje na tijela u mirovanju pod uvjetima ravnoteže.

Ovo je dio fizike, što omogućuje analitičke i grafičke postupke potrebne za utvrđivanje i opisivanje ovih nepoznatih sila. Sekcija "statika" (fizika) igra važnu ulogu u mnogim granama inženjeringa, mehaničkih, civilnih, zrakoplovnih i biomedicinskih, koje se bave različitim posljedicama sila. Kada je tijelo u mirovanju ili kreće u ujednačenoj brzini, onda se radi o ovom području fizike. Statička je proučavanje tijela u ravnoteži.

Metode i rezultati ovog dijela znanosti pokazali su se osobito korisnima u projektiranju zgrada, mostova i brana, kao i dizalica i drugih sličnih mehaničkih uređaja. Da bi mogli izračunati veličine takvih struktura i opreme, arhitekti i inženjeri moraju prvo odrediti sile koje djeluju na međusobno povezane dijelove.

Aksiomi statike

Statika je grana fizike koja proučava uvjete pod kojima mehanički i ostali sustavi ostaju u određenoj državi koja se ne mijenja s vremenom. Ovaj dio fizike temelji se na pet osnovnih aksioma:

1. Krutina je u stanju statičke ravnoteže, ako djeluju dvije sile istog intenziteta, leže na istoj liniji djelovanja i usmjerene su u suprotnim smjerovima duž iste linije.
2. Čvrsta tijela će biti u statičkom stanju dok ne budu pogođene vanjskim silama ili sustavom sila.
3. Ekvador dviju sila koji djeluju na istoj točki materijala jednak je vektorskom zbroju dviju sila. Ovaj aksiom podliježe principu sumiranja vektora.
4. Dvije međusobno reagirajuće tijelo reagiraju jedna na drugu s dvije sile jednake intenzitetom u suprotnim smjerovima duž jedne linije djelovanja. Taj je aksiom također nazvan princip djelovanja i reakcije.
5. Ako je deformabilno tijelo u stanju statičke ravnoteže, neće biti poremećeno ako fizičko tijelo ostane u čvrstom stanju. Ovaj aksiom se također naziva principom skrućivanja.

Mehanika i njezini dijelovi

Fizika u grčkim (physikos - „prirodno” i „physis” - „priroda”) doslovno znači znanost koja se bavi prirodom. Ona pokriva sve poznate zakone i svojstva tvari i sile koje djeluju na njega, kao što je gravitacije, topline, svjetla, magnetizma, struje i ostalih sila koje su u stanju promijeniti osnovne karakteristike objekata. Jedna od grana znanosti je mehanika, uključujući takve važne teme koje su obje statiku i dinamiku i kinematike.

Mehanika je grana fizike koja se bavi proučavanjem sila, predmeta ili tijela u mirovanju ili pokretu. Ovo je jedan od najvećih predmeta u području znanosti i tehnologije. Statični zadaci uključuju proučavanje stanja tijela pod utjecajem različitih sila. Kinematika je grana fizike (mehanika), koja proučava kretanje predmeta bez obzira na sile koje uzrokuju gibanje.

Teorijska mehanika: statika

Mehanika je fizička znanost koja uzima u obzir ponašanje tijela pod djelovanjem snaga. Postoje tri kategorije mehanike: apsolutno kruto tijelo, deformabilna tijela i tekućina. Kruto tijelo je tijelo koje se ne deformira pod djelovanjem snaga. Teorijska mehanika (statika - dio mehanike apsolutno krutog tijela) također uključuje dinamiku koja je, pak, podijeljena na kinematiku i kinetiku.

Mehanika deformiranog tijela odnosi se na raspodjelu sila unutar tijela i deformacije uzrokovane u vezi s tim. Te unutarnje sile uzrokuju određene naprezanja u tijelu, što u konačnici može dovesti do promjene samog materijala. Ova se pitanja proučavaju tijekom otpora na materijalima.

Fluidna mehanika je mehanika koja se odnosi na raspodjelu sila unutar tekućina ili plinova. Tekućine su naširoko koristi u inženjeringu. Mogu ih se klasificirati kao neprimjenjivi ili kompresibilni. Područja primjene su hidraulika, zrakoplovna i mnogi drugi.

Pojam dinamike

Dinamika se bavi sili i kretanjem. Jedini način da se promijeni kretanje tijela je korištenje sile. Zajedno s snagom dinamike, proučava i druge fizičke koncepte, među kojima su sljedeće: energija, zamah, sudar, težište, okretni moment i moment inercije.

Statika i dinamika su potpuno suprotna stanja. Dinamika je doktrina tijela koja nisu u ravnoteži i ima ubrzanja. Kinetika se bavi sila koja uzrokuje gibanje ili sile koje nastaju kao posljedica kretanja. Za razliku od takvog pojma kao statike, kinematika je doktrina gibanja tijela, u kojoj se činjenica ne uzima u obzir točno kako se kreće. Ponekad se naziva "geometrija gibanja".

kinematika

Kinematička se načela često koriste za analizu određivanja položaja, brzine i ubrzanja u različitim dijelovima opreme tijekom rada. Kinematika uzima u obzir kretanje točke, tijela i sustava tijela bez razmatranja uzroka gibanja. Motion je opisan vektorom veličina, kao što su pomicanje, brzina i ubrzanje, zajedno s referentnim okvirom. Razni problemi u kinematičkoj su riješeni pomoću jednadžbe gibanja.

Mehanika - statika: temeljne količine

Povijest mehanike ima više od jednog stoljeća. Osnovna načela statike razvijena su davno. Sve vrste poluga, nagnute ravnine i druge principe bile su neophodne u doba ranih civilizacija kako bi se, na primjer, izgradile ogromne strukture poput piramida.

Temeljne količine u mehanici su duljina, vrijeme, masa i sila. Prva tri nazivaju se apsolutnom, međusobno neovisnom. Sila nije apsolutna vrijednost, jer je povezana s promjenama mase i brzine.

dužina

Duljina je vrijednost koja se koristi za opisivanje položaja točke u prostoru u odnosu na drugu točku. Ta se udaljenost naziva standardna jedinica duljine. Standardna standardna jedinica za mjerenje duljine je metar. Ovaj standard je formiran i unaprijeđen tijekom mnogih godina. U početku je bio jedan deset milijunti dio zemljinog površinskog kvadranta s kojim je bilo prilično teško napraviti mjerenja. 20. listopada 1983. mjerač je definiran kao duljina puta kojim je svjetlo prolazilo u vakuumu za 1 / 299.792.458 sekundi.

vrijeme

Vrijeme je određeni interval između dva događaja. Standardna standardna jedinica vremena je druga. Druga je izvorno definirana kao 1 / 86.4 sekundarna razdoblje revolucije Zemlje oko svoje osi. Godine 1956. definicija drugog poboljšana je i iznosila je 1 / 31.556 vremena potrebnog za ukupni promet koji Zemlja čini oko Sunca.

težina

Misa je svojstvo materije. Može se smatrati količinom tvari koja se nalazi u tijelu. Ova kategorija određuje utjecaj gravitacije na tijelo i otpornost na promjene u kretanju. Ta otpornost na promjene u pokretu naziva se inercija, koja je rezultat tjelesne težine. Zajednička jedinica mase je kilogram.

snaga

Snaga je derivatna jedinica, ali vrlo važna jedinica u proučavanju mehanike. Često se definira kao djelovanje jednog tijela na drugo, a može ili ne mora biti rezultat izravnog kontakta između tijela. Gravitacijske i elektromagnetske sile su primjeri rezultata takvog utjecaja. Postoje dva načela utjecaja, sile koje teže mijenjati gibanje sustava i koje ga nastoje deformirati. Osnovna jedinica snage je Newtonova SI sustav i funta u engleskom sustavu.

Jednadžbe ravnoteže

Statika sugerira da su predmetni subjekti apsolutno kruti. Zbroj svih sila koje djeluju na tijelo miruje, mora biti jednak nuli, da sudjeluje sile međusobno se i tu ne bi trebalo biti tendencija snaga sposobnih za uključivanje tijela oko bilo kojeg osi. Ti uvjeti su međusobno neovisni i njihova ekspresija u matematičkom obrazac je tzv ravnotežne jednadžbe.

Postoje tri ravnotežne jednadžbe, i stoga se mogu izračunati samo tri nepoznate sile. Ako postoji više od tri nepoznate sile, to znači da su komponente u strukturi ili stroju nešto veće nego što je potrebno kako bi podržale određena opterećenja ili da postoji više ograničenja nego što je potrebno da se tijelo ne pomakne.

Takve nepotrebne komponente ili ograničenja zovu se suvišne (na primjer, tablica na četiri noge ima jedan suvišan), a sustav sile statistički je neodređen. Broj jednadžbi dostupnih u statičkoj je ograničen, budući da svaka krutina ostaje krutica u svim uvjetima, bez obzira na oblik i veličinu.