Презентация "Аксиомы статики" по физике – проект, доклад

Техническая механика — комплексная дисциплина, включающая три раздела: Теоретическая механика; Сопротивление материалов; Детали машин. Теоретическая механика — наука об основных законах движения твердых тел и их взаимодействия. В Сопротивлении материалов изучаются основы прочности материалов и методы расчетов элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость под действием внешних сил. В разделе технической механики Детали машин рассматриваются основы конструирования и расчета деталей и сборочных единиц общего назначения.

Теоретическую механику подразделяют на статику, кинематику и динамику. Статика изучает условия равновесия тел под действием сил. Кинематика рассматривает движение тел как перемещение в пространстве; характеристики тел и причины, вызывающие движение, не рассматриваются. Динамика изучает движение тел под действием сил. В отличие от физики теоретическая механика изучает законы движения некоторых абстрактных абсолютно твердых тел: материалы и форма тел существенного значения не имеют; при движении абсолютно твердое тело не деформируется и не разрушается. В случае, когда размерами тела можно пренебречь, тело заменяют материальной точкой.

Основные понятия и аксиомы статики

1. Понятие о силе и системе сил Сила — это мера механического взаимодействия материальных тел между собой. Силы могут вызвать движение тела, либо (если движение невозможно – например, тело закреплено) его деформацию, т.е. изменение формы тела и размеров. Для определения величины силы используют динамометры (силомеры):

Величины, встречающиеся в физике, механике и др. смежных с ними дисциплинах, делят на величины скалярные и величины векторные. Скалярные величины характеризуются только своим численным значением (положительным или отрицательным): температура, время, объем, масса, энергия Векторные величины характеризуются не только численным значением (модулем), но и направлением: сила, скорость, ускорение

Сила (взаимодействие материальных тел между собой) характеризуется величиной и направлением, т.е. сила есть величина векторная, характеризующаяся точкой приложения (А), направлением (линией действия), величиной (модулем) рис. 4 Силу измеряют в кГс и ньютонах (1Н = 1кг • м/с2). Силы, действующие на тело (или систему тел), делятся на внешние и внутренние. Внутренние силы возникают в теле под действием внешних сил. Совокупность сил, действующих на какое-либо тело, называют системой сил.

Внешние силы бывают активные и реактивные. Активные силы вызывают перемещение тела (или его деформацию ), реактивные стремятся противодействовать перемещению тела (деформации) под действием внешних сил. Уравновешенной (эквивалентной нулю) системой сил называет­ся такая система, которая, будучи приложенной к телу, не изменяет его состояния. Систему сил, действующих на тело, можно заменить одной равнодействующей, действующей так, как система сил.

Аксиомы статики

Механическое движение имеет общие закономерности , которые выражают в виде законов и теорем. Все теоремы и уравнения статики выводятся из нескольких исходных положений. Эти положения называют аксиомами статики. Первая аксиома статики Под действием уравновешенной системы сил абсолютно твердое тело или материальная точка находятся в равновесии или движутся равномерно и прямолинейно (закон инерции). Вторая аксиома статики Две силы, равные по модулю и направленные по одной прямой в разные стороны, уравновешиваются (рис. 1.2) Рис. 1.2

Третья аксиома статики Не нарушая механического состояния тела, можно добавить или убрать уравновешенную систему сил (принцип отбрасывания систе­мы сил, эквивалентной нулю) (рис. 1.3). Рис. 1.3

Четвертая аксиома статики (правило параллелограмма сил) Равнодействующая двух сил, прило- женных в одной точке, приложена в той же точке и является диагональю параллелограмма, построенного на этих силах как на сторонах (рис. 1.4). Вместо параллелограмма можно построить треугольник сил: силы вычерчивают одну за другой в любом порядке; равнодействующая двух сил соединяет начало первой силы с концом второй.

Рис. 1.4

Пятая аксиома статики При взаимодействии тел всякому действию соответствует равное и противоположно направленное противодействие (рис. 1.5). Силы действующие и противодействующие всегда приложены к разным телам, поэтому они не уравновешиваются . Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, всегда равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в разные стороны.

Следствие из второй и третьей аксиом Силу, действующую на твердое тело, можно перемещать вдоль линии ее действия (рис. 1.6). Рис. 1.6 Сила F приложена в точке А. Требуется перенести ее в точку В. Используя третью аксиому, добавим в точке В уравновешенную систему сил (F'; F"). Образуется уравновешенная по второй аксиоме система сил (F; F"). Убираем ее и получим в точке В силу F", равную заданной F.