Основные аксиомы статики

В результате обобщения человеческого опыта были установле­ны общие закономерности механического движения, выраженные в виде законов и теорем. Все теоремы и уравнения статики выводятся из нескольких исходных положений. Эти положения называют акси­омами статики.

Первая аксиома (принцип инерции) – материальная точка под действием внешних сил находится в равновесии, если равнодействующая равна нулю.

Вторая аксиома (принцип равенства двух сил) - две силы, являются взаимоуравновешивающими, если они равны по величине, лежат на одной прямой и противоположны по направлению (рис. 1.2).

Третья аксиома (принцип присоединения или исключения) – механическое состояние тела не изменится, если присоединить или исключить взаимоуравновешивающую систему сил (рис. 1.3).

Четвертая аксиома (принцип параллелограмма) -равнодействующая двух сил, прило­женных к телу в одной точке, является диагональю параллелограмма, построенного на этих силах, как на сторонах (рис. 1.4).

Пятая аксиома (принцип действия и противодействия) - 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.

Тема 1.2. Плоская система сходящихся сил

ПССС - система сил, линии действия которых лежат в одной плоскости и пересекаются в одной точке (рис. 2.1).

Существует два способа определения равнодействующей ПССС: геометрический и аналитический.

Определение равнодействующей геометрическим способом

Геометрический способ заключается в построение силового многоугольника, аналитический – в определении суммы проекций всех действующих сил на две взаимноперпендикулярные оси.

При графическом способе определения равнодействующей векторы сил можно вычерчивать в любом порядке, результат (величина и направление равнодействующей) при этом не изменится.

Вектор равнодействующей направлен навстречу векторам сил-слагаемых.

Порядок построения силового многоугольника

1. Выбираем полюс построения.

2. Помещаем в полюс начало первого вектора F₂ (векторы сил можно вычерчивать в любом порядке) переместив его параллельно самому себе, сохранив его величину.

3. Помещаем в конец первого вектора начало второго F₁ . Вычерчиваем один за другим в аналогичном порядке векторы остальных сил F_{4 ,} F₃.

4. Вектор равнодействующей замыкает полученную ломаную линию; он соединяет начало первого вектора с концом последнего и направлен ему навстречу.

При изменении порядка вычерчивания векторов в многоугольнике меняется вид фигуры. На результат порядок вычерчивания не влияет.

Рекомендация. Обратить внимание на направление векторов.

Геометрическое условие равновесия ПССС: силовой многоугольник должен быть замкнут.