Класифікація сил, прикладених до точок механічної системи
Сили, що діють на точки твердого тіла, можуть по-різному впливати на кінематичний стан як окремих точок, так і всієї системи. Тому доцільно поділити їх на різні групи залежно від характеру цього впливу.
Сили класифікуються за двома різними ознаками. За першою ознакою поділимо сили на зовнішні і внутрішні.
Зовнішніми називаються сили взаємодії між точками даної механічної системи і точками, що не належать цій системі.
Внутрішніми називаються сили взаємодії між точками даної системи.
Поділ сил на зовнішні і внутрішні є відносним. Покажемо це на прикладі: якщо розглядати Сонячну систему як систему матеріальних точок, то сили взаємодії між планетами будуть внутрішніми. Якщо ж розглянути систему двох планет Сонце-Земля, то сили притягання, що діють на цю систему з боку інших планет, будуть зовнішніми. Отже, бачимо, що внутрішні сили однієї механічної системи можна перевести в категорію зовнішніх, але відносно іншої механічної системи.
За другою ознакою сили, що діють на невільну механічну систему, поділяються на активні й реакції в’язей, які відрізняються за своєю природою.
Активні, або задані сили можуть спричиняти зміну кінематичного стану механічної системи і викликають реакції в’язей. Модуль і напрямок кожної активної сили відомий і не залежить від усіх інших сил, що діють на систему.
Реакції в’язей – це сили, які виникають в опорах при дії активних сил. Тому вони ще називаються пасивними силами.
Поділ
сил зазначеними способами цілком
незалежні. Якщо активні сили завжди
відносяться до зовнішніх сил, то реакції
в’язей можуть бути як внутрішніми, так
і зовнішніми. Розглянемо раму (рис.
1.10), що складається з двох частин,
з’єднаних між собою шарніром у точці
С,
на яку діють зовнішні активни сили
.
Реакції в опорах А
і
В будуть
зовнішніми силами. Реакція в шарнірі С
внутрішня
сила.
|
Рис. 1.10. |
Основні задачі статики
Зміст статики абсолютно твердого тіла складають такі основні задачі:
задача про еквівалентні перетворення систем сил і заміну їх простішими. Ця задача має важливе значення не тільки в статиці, але й у динаміці;
про рівновагу систем сил. Основним завданням її є з’ясування умов, яким повинні задовольняти та чи інша система сил, прикладених до твердого тіла, необхідних для його рівноваги. Встановлені умови рівноваги використовують при розв’язанні задач визначення невідомих активних сил і реакцій в’язей;
визначення положення центра ваги твердого тіла, яке необхідно знати при розв’язуванні багатьох прикладних технічних питань механіки.
Розв’язувати задачі статики можна як аналітичним, так і геометричним способами.
Контрольні питання
1. Теоретична механіка це:
a. наука, що вивчає теорію механіки
b. наука, що вивчає механічні властивості тіл
c. наука, що вивчає закони механічного руху
d. наука, що вивчає механічну теорію руху
2. Система сил, це:
a. сукупність трьох сил, що діють на тіло відліку
b. сукупність сил, що діють в площині тіла
c. сукупність сил, що діють в просторі навколо тіла
d. сукупність сил, що діють на тіло
3. Вільне тіло, це
a. Тіло, на яке не діють сили
b. Тіло, яке перебуває в невагомості
c. Тіло, рух якого відбувається лише однієї сили тяжіння
d. Тіло, до якого прикладена збіжна система сил
4. Зрівноважена система сил це:
a. система сил, під дією якої будь-яке тіло рухається рівноприскорено
b. система сил, під дією якої вільне тіло рухається рівноприскорено
c. система сил, під дією якої будь-яке тіло може рухатись рівномірно
d. система сил, під дією якої вільне тіло може рухатись рівномірно
5. Рівнодійна системи сил, це:
a. Скалярний добуток всіх сил, що входять в систему сил.
b. Векторний добуток всіх сил, що входять в систему сил.
c. Векторна різниця всіх сил, що входять в систему сил.
d. Векторна сума всіх сил, що входять в систему сил.
6. Лінія дії сили:
a. Відрізок, який з’єднує початок і кінець вектора сили
b. Пряма, паралельна вектору сили
c. Пряма, вздовж якої діє сила
d. Відрізок, який з’єднує початок координат з точкою прикладання сили
7. В’язі, це:
a. Будь-які тіла, що дотикаються один до одного
b. Тіла, які мають спільні точки контакту
c. Тіла, що обмежують кількість рівнянь рівноваги
d. Тіла, що обмежують рух заданного тіла
8. Рівнодійна збіжної системи сил:
a. Скалярна сума всіх сил
b. Векторна сума всіх сил
c. Скалярний добуток всіх сил
d. Сума проекцій всіх сил на осі координат
9. Система збіжних сил, це:
a. Сукупність сил, які перетинаються в одній точці
b. Сукупність сил, лінії дії яких паралельні
c. Сукупність сил, рівнодійна яких рівна нулю
d. Сукупність сил, лінії дії яких перетинаються в одній точці
10. Реакція шарнірного з’єднання:
a. направлена вздовж осі шарніра
b. направлена вздовж однієїі з ланок
c. визначається за допомогою теореми про три сили
d. направлена перпендикулярно до осі
11. Реакція защемлення складається з:
a. однієї складової
b. двох складових
c. трьох складових
d. трьох сил