- •Лекція 1 Вступ|вступ|
- •Статика - це розділ теоретичної механіки, в якому висловлюється|викладає| загальне|спільне| вчення про сили і вивчаються умови рівноваги матеріальних тіл, що знаходяться|перебувають| під дією сил.
- •1. Поняття вектора
- •2. Праві і ліві системи координат
- •3. Довжина проекції і направляючі|спрямовувати,скеровувати| косинуси вектора
- •5. Векторний добуток|добуток| двох векторів
- •Лекція 2
- •Основні поняття і визначення статики
- •Аксіоми статики
- •Теореми статики
- •Лекція 3
- •З'єднання|сполучення,сполука| тіл між собою
- •Тіла, що контактують з|із| поверхнею
- •Зв'язок за допомогою ниток (нитка, ланцюг|цеп|, трос)
- •З'єднання|сполучення,сполука| тіл за допомогою шарнірів
- •Жорстке затиснення
- •Система сил, що сходиться
- •Умови рівноваги системи сил, що сходяться у векторній формі
- •Умови рівноваги системи сил, що сходяться в алгебраїчній формі
- •Момент сили відносно|відносно| осі
- •Зв'язок моменту сили відносно|відносно| осі з|із| моментом сили відносно|відносно| точки|точки|
- •Формули для моментів сили відносно|відносно| осей координат
- •Лекція 4
- •Лекція 5
- •Приведення системи сил до заданого центру. Приведення сили до заданого центру
- •Приведення системи сил до заданого центру
- •Умови рівноваги системи сил
- •Умови рівноваги просторової системи паралельних сил
- •Теорема про момент рівнодіючої (теорема Варіньона)
- •Умови рівноваги плоскої системи сил
- •Теорема про три моменти
- •Лекція 7
- •Тертя Тертя ковзання
- •Кінематика Лекція 1
- •Кінематика точки|точки|
- •Швидкість точки|точки|
- •Швидкість точки|точки| при векторному способі завдання|задавання| руху
- •Лекція 2
- •Природний трикутник
- •Диференціювання одиничного|поодинокого| вектора
- •Рівномірний рух
- •Рух який рівномірно змінюється
- •Лекція 3
- •Лекція 4
- •Кінематика твердого тіла
- •Міри свободи твердого тіла
- •Рівномірне обертання
- •Обертання яке рівномірно змінюється
- •Лекція 5
- •Лекція 6
- •Теорема про прискорення точок плоскої фігури
- •Миттєвий центр прискорень
- •Приклади знаходження мцп.
- •Динаміка Лекція 1
- •Вступ|вступ|
- •Аксіоми класичної механіки
- •Системи одиниць
- •Лекція 2
- •Лекція 3
- •Загальні|спільні| теореми динаміки точки|точки|
- •Кількість руху точки|точки|
- •Елементарний і повний|цілковитий| імпульс сили
- •Теорема про зміну кількості руху точки|точки|
- •Момент кількості руху точки|точки|
- •Теорема про зміну моменту кількості руху точки|точки|
- •Робота сили. Потужність
- •Кінетична енергія точки|точки|
- •Теорема про зміну кінетичній енергії точки|точки|
- •Принцип Даламбера для матеріальної точки|точки|
- •Лекція 4
- •Лекція 5
- •Лекція 6
- •Кількість руху системи
- •Теорема про зміну кількості руху системи
- •Закони збереження|зберігання| кількості руху
- •Теорема про рух центру мас
- •Момент кількості руху системи
- •Момент кількості руху твердого тіла відносно|відносно| осі обертання при обертальному русі твердого тіла
- •Закони збереження|зберігання| моменту кількості руху
- •Кінетична енергія системи
- •Кінетична енергія твердого тіла
- •Теорема про зміну кінетичній енергії системи
Лекція 5
Короткий зміст|вміст,утримання|: Внутрішні і зовнішні сили. Центр мас. Моменти інерції відносно|відносно| точки|точки| і осей. Теорема Штейнера.
Вступ|вступ| в динаміку системи
Механічною системою називається будь-яка система матеріальних точок|точок| і тіл.
Зовнішніми силами механічної системи називаються сили, з|із| якими на точки|точки| і тіла механічної системи діють точки|точки| і тіла, що не входять в дану систему.
Рівнодіюча|рівнодійна|
всіх зовнішніх сил, прикладених до
точки,|точки|
позначається|значить|
(від латинського exterior|
- зовнішній).
Внутрішніми силами механічної системи називаються сили взаємодії між точками|точками| і тілами даної системи.
Рівнодіюча|рівнодійна|
всіх внутрішніх сил, прикладених до
точки,|точки|
позначається|значить|
(від латинського interior|
- внутрішній).
Це розділення|поділ| є|з'являється,являється| умовним і залежить від того, яка механічна система розглядається|розглядує|.
Внутрішні сили системи володіють |слідуючими| властивостями:
Теорема.
Головний вектор всіх внутрішніх сил
системи (векторна сума) дорівнює нулю
при будь-якому стані|достатку|
системи.
.
Доказ: Згідно однієї з аксіом динаміки, будь-які дві точки системи діють один на одного з|із| рівними по величині, але|та| протилежно направленими|спрямованими| силами. Векторна сума цих сил дорівнює нулю. Всі внутрішні сили є|з'являються,являються| великою кількістю таких парних сил. Тому сума всіх внутрішніх сил дорівнює нулю.
Теорема.
Головний момент всіх внутрішніх сил
системи (векторна сума) відносно|відносно|
будь-якої точки|точки|
або осі дорівнює нулю при будь-якому
стані|достатку|
системи.
або
.
Доказ: Будь-які дві точки системи діють один на одного з|із| рівними по величині, але|та| протилежно направленими|спрямованими| силами. Сума моментів цих сил відносно|відносно| будь-якої точки|точки| або осі дорівнює нулю. Всі внутрішні сили є|з'являються,являються| великою кількістю таких парних сил. Тому сума моментів всіх внутрішніх сил відносно|відносно| будь-якої точки|точки| або осі дорівнює нулю.
Диференціальні рівняння системи у векторній формі:
,
Геометрія мас
Розглянемо|розглядуватимемо|
механічну систему, яка складається з
кінцевого|скінченного|
числа
матеріальних точок|точок|
з|із|
масами
,
а положення|становище|
точок|точок|
в просторі задається радіус-векторами
.
Ц
ентром
мас механічної
системи називається геометрична
точка|точка|
С|із|,
радіус-вектор якої
визначається виразом|вираженням|
де
- маса системи.
Якщо
механічна система є суцільним тілом,
то його розбивають на елементарні
частинки|частки,часточки|
з|із|
нескінченно малими масами
.
Рисунок 5-1
Суми в межі переходять в інтеграли і центр мас визначається виразом:|вираженням|
Центр мас є|з'являється,являється| не матеріальною точкою|точкою|, а геометричною. Центр мас характеризує розподіл мас в системі.
Координати центру мас мають вигляд|вид|:
Для
тіл типу|типа|
тонкого листа|аркуша|
(поверхня) і тонкого дроту (лінія)
і
,
де
- поверхнева|поверхова,зверхня|
і лінійна щільність відповідно. Інтеграли
обчислюються|обчисляють,вичисляють|
по поверхні і лінії.
Моменти інерції
Для характеристики розподілу мас в тілах при розгляді обертальних рухів потрібно ввести|запроваджувати| поняття моментів інерції.
Момент інерції відносно|відносно| точки|точки|
Скалярна величина
або
називається полярним моментом інерції відносно|відносно| точки О,
d – відстань від поточної точки|точки| до точки О.
Момент інерції відносно|відносно| осі
Скалярна
величина
або
називається моментом інерції відносно|відносно| осі l, r – відстань від точки|точки| до осі.
Моменти інерції однакових за формою однорідних тіл, виготовлених з|із| різних матеріалів, відрізняються один від одного. Характеристикою, не залежною від маси матеріалу, є|з'являється,являється| радіус інерції.
Величина
називається радіусом
інерції.
Момент
інерції відносно|відносно|
осі через радіус інерції відносно|відносно|
цієї ж осі визначається виразом|вираженням|
.
Моменти інерції відносно|відносно| осей координат
Відцентрові моменти інерції
Встановимо залежність між моментами інерції відносно|відносно| паралельних осей, одна з яких проходить через центр мас.
Теорема про моменти інерції відносно|відносно| паралельних осей (Теорема Штейнера)
М
омент
інерції системи відносно|відносно|
будь-якої осі дорівнює моменту інерції
відносно|відносно|
паралельної осі, що проходить через
центр мас, плюс добуток|добуток|
маси системи на квадрат відстані між
цими осями
Доказ:
Хай|нехай|
є|наявний|
дві декартові системи координат
і
,
осі яких паралельні. Початок системи
знаходиться|перебуває|
в центрі мас системи. Доведемо теорему
для осей
і
.
Рисунок 5-2
;
Координати зв'язані між собою співвідношеннями:
,
,
,
,
.
Отже
,
що і потрібно було довести.
Головними осями інерції називаються осі, в яких відцентрові моменти інерції дорівнюють нулю.
Моменти інерції тіла відносно|відносно| головних осей інерції називаються головними моментами інерції тіла.
Тензор інерції і тензор інерції для головних осей:
