Η στατική είναι ... Θεωρητική μηχανική, στατική

Η στατική είναι η επιστήμη των ποσοτικών μεθόδων.αξιολόγηση της δύναμης αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωμάτων. Αυτές οι δυνάμεις είναι υπεύθυνες για τη διατήρηση ισορροπίας, τη μετακίνηση σωμάτων ή την αλλαγή του σχήματος. Στην καθημερινή ζωή, μπορείτε να δείτε πολλά διαφορετικά παραδείγματα κάθε μέρα. Η κίνηση και οι αλλαγές στο σχήμα είναι ζωτικής σημασίας για τη λειτουργικότητα τόσο των τεχνητών όσο και των φυσικών αντικειμένων.

Η έννοια της στατικής

Τα θεμέλια της στατικής τοποθετήθηκαν πάνω από 2200 χρόνιαόταν ο αρχαίος Έλληνας μαθηματικός Αρχιμήδης και άλλοι επιστήμονες εκείνης της εποχής ασχολήθηκαν με τη μελέτη των ενισχυτικών ιδιοτήτων και την εφεύρεση απλών μηχανισμών όπως μοχλός και άξονας. Η στατική είναι ένα τμήμα της μηχανικής που ασχολείται με τις δυνάμεις που δρουν στα σώματα σε κατάσταση ηρεμίας υπό συνθήκες ισορροπίας.

Αυτό είναι το τμήμα της φυσικής που καθιστά δυνατήαναλυτικές και γραφικές διαδικασίες που απαιτούνται για τον προσδιορισμό και την περιγραφή αυτών των άγνωστων δυνάμεων. Το τμήμα «στατική» (φυσική) διαδραματίζει σημαντικό ρόλο σε πολλούς κλάδους της μηχανικής, της μηχανικής, της πολιτικής αεροπορίας και της βιοτεχνολογίας, οι οποίοι ασχολούνται με διάφορες συνέπειες των δυνάμεων. Όταν το σώμα είναι σε ηρεμία ή κινείται με ομοιόμορφη ταχύτητα, τότε μιλάμε για αυτόν τον τομέα της φυσικής. Στατική είναι η μελέτη του σώματος σε ισορροπία.

Μέθοδοι και αποτελέσματα αυτού του τμήματος της επιστήμηςήταν ιδιαίτερα χρήσιμα στο σχεδιασμό κτιρίων, γεφυρών και φραγμάτων, καθώς και γερανοί και άλλες παρόμοιες μηχανικές συσκευές. Για να είναι σε θέση να υπολογίσουν τα μεγέθη αυτών των δομών και εξοπλισμού, οι αρχιτέκτονες και οι μηχανικοί πρέπει πρώτα να προσδιορίσουν τις δυνάμεις που δρουν στα διασυνδεδεμένα μέρη τους.

Axioms της στατικής

Η στατική είναι ένας κλάδος της φυσικής που μελετάΟι συνθήκες υπό τις οποίες τα μηχανικά και άλλα συστήματα παραμένουν σε μια ορισμένη κατάσταση που δεν αλλάζει με το χρόνο. Αυτό το τμήμα της φυσικής βασίζεται σε πέντε βασικά αξιώματα:

1. Ένα στερεό σώμα βρίσκεται σε κατάσταση στατικής ισορροπίας, αν δύο δυνάμεις της ίδιας έντασης ενεργούν πάνω του, βρίσκονται στην ίδια γραμμή δράσης και κατευθύνονται σε αντίθετες κατευθύνσεις κατά μήκος της ίδιας γραμμής.
2. Ένα στερεό σώμα θα είναι σε στατική κατάσταση μέχρι να επηρεαστεί από εξωτερικές δυνάμεις ή από ένα σύστημα δυνάμεων.
3. Ο ισημερινός των δύο δυνάμεων που ενεργούν στο ίδιο υλικό σημείο είναι ίσο με το αθροιστικό διάνυσμα των δύο δυνάμεων. Αυτό το αξίωμα υπόκειται στην αρχή της αθροιστικής ανάλυσης.
4. Δύο αλληλεπιδρώντα σώματα αντιδρούν μεταξύ τους με δύο δυνάμεις ίσες σε ένταση σε αντίθετες κατευθύνσεις κατά μήκος μίας γραμμής δράσης. Αυτό το αξίωμα ονομάζεται επίσης η αρχή της δράσης και της αντίδρασης.
5. Εάν το παραμορφώσιμο σώμα βρίσκεται σε κατάσταση στατικής ισορροπίας, δεν θα διαταραχθεί εάν το φυσικό σώμα παραμείνει στη στερεά κατάσταση. Αυτό το αξίωμα ονομάζεται επίσης η αρχή της στερεοποίησης.

Μηχανική και τα τμήματα της

Φυσική σε μετάφραση από ελληνικά (physikos -"φυσική" και "φυσική" - "φύση") σημαίνει κυριολεκτικά μια επιστήμη που ασχολείται με τη φύση. Καλύπτει όλους τους γνωστούς νόμους και τις ιδιότητες της ύλης και τις δυνάμεις που ασκούνται πάνω του, όπως η βαρύτητα, η θερμότητα, το φως, μαγνητισμός, ηλεκτρική και άλλες δυνάμεις που είναι σε θέση να αλλάξουν τα βασικά χαρακτηριστικά των αντικειμένων. Ένα από τα τμήματα της επιστήμης είναι η μηχανική, η οποία περιλαμβάνει τόσο σημαντικές υποενότητες όπως στατική και δυναμική, καθώς και κινηματική.

Η μηχανική είναι ένας κλάδος της φυσικής που ασχολείται μετη μελέτη δυνάμεων, αντικειμένων ή σωμάτων που είναι σε κατάσταση ηρεμίας ή σε κίνηση. Πρόκειται για ένα από τα μεγαλύτερα θέματα στον τομέα της επιστήμης και της τεχνολογίας. Τα στατικά καθήκοντα περιλαμβάνουν τη μελέτη της κατάστασης των σωμάτων υπό την επίδραση των διαφόρων δυνάμεων. Η κινηματική είναι ένας κλάδος της φυσικής (μηχανικός), ο οποίος μελετά την κίνηση αντικειμένων ανεξάρτητα από τις δυνάμεις που προκαλούν κίνηση.

Θεωρητική μηχανική: στατική

Η μηχανική είναι μια φυσική επιστήμη πουθεωρεί τη συμπεριφορά των σωμάτων υπό τη δράση των δυνάμεων. Υπάρχουν τρεις κατηγορίες μηχανικών: ένα άκαμπτο σώμα, παραμορφώσιμα σώματα και υγρό. Ένα συμπαγές σώμα είναι ένα σώμα που δεν παραμορφώνεται κάτω από τη δράση των δυνάμεων. Η θεωρητική μηχανική (στατική - μέρος της μηχανικής ενός άκρως άκαμπτου σώματος) περιλαμβάνει επίσης τη δυναμική, η οποία με τη σειρά της χωρίζεται σε κινηματική και κινητική.

Οι μηχανικοί του παραμορφωμένου σώματος ασχολούνται με ερωτήσειςη κατανομή των δυνάμεων μέσα στο σώμα και οι παραμορφώσεις που προκαλούνται σε αυτό το πλαίσιο. Αυτές οι εσωτερικές δυνάμεις προκαλούν ορισμένες καταπονήσεις στο σώμα, οι οποίες τελικά μπορούν να οδηγήσουν σε αλλαγή στο ίδιο το υλικό. Αυτά τα θέματα μελετώνται κατά τη διάρκεια της αντίστασης στα υλικά.

Η μηχανική υγρών είναι ένα τμήμα μηχανικής πουασχολείται με τη διανομή δυνάμεων μέσα σε υγρά ή αέρια. Τα υγρά χρησιμοποιούνται ευρέως στη μηχανική. Μπορούν να ταξινομηθούν ως ασυμπίεστα ή συμπιεσμένα. Τομείς εφαρμογής είναι το υδραυλικό σύστημα, η αεροδιαστημική και πολλά άλλα.

Η έννοια της δυναμικής

Η δυναμική ασχολείται με τη δύναμη και την κίνηση. Ο μόνος τρόπος για να αλλάξετε την κίνηση του σώματος είναι να χρησιμοποιήσετε τη δύναμη. Μαζί με τη δύναμη της δυναμικής, μελετά άλλες φυσικές έννοιες, μεταξύ των οποίων είναι οι εξής: ενέργεια, ορμή, σύγκρουση, κέντρο βάρους, ροπή και στιγμή αδράνειας.

Στατική και δυναμική είναι εντελώςαντίθετες καταστάσεις. Δυναμική - το δόγμα των φορέων, οι οποίες δεν είναι σε ισορροπία, ενώ υπάρχει επιτάχυνση. Κινητική έχει μελετήσει τις δυνάμεις που προκαλούν την κίνηση ή τις δυνάμεις που προκύπτουν ως αποτέλεσμα της κίνησης. Αντίθετα, δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως στατικής, κινηματικής - το δόγμα της κίνησης του σώματος, η οποία δεν λαμβάνει υπόψη το γεγονός, πώς ακριβώς γίνεται η κίνηση. Μερικές φορές ονομάζεται "γεωμετρία της κίνησης".

Κινηματική

Οι κινηματικές αρχές χρησιμοποιούνται συχνάανάλυση του προσδιορισμού θέσης, της ταχύτητας και της επιτάχυνσης σε διάφορα μέρη του εξοπλισμού κατά τη λειτουργία του. Η κινηματική θεωρεί την κίνηση ενός σημείου, σώματος και συστήματος σώματος χωρίς να λαμβάνει υπόψη τα αίτια της κίνησης. Η κίνηση περιγράφεται από έναν φορέα των ποσοτήτων, όπως η μετατόπιση, η ταχύτητα και η επιτάχυνση, μαζί με ένα πλαίσιο αναφοράς. Διάφορα προβλήματα στην κινηματική εξελίσσονται χρησιμοποιώντας την εξίσωση της κίνησης.

Μηχανική - στατική: βασικές ποσότητες

Η ιστορία της μηχανικής έχει περισσότερο από έναν αιώνα. Οι βασικές αρχές της στατικής αναπτύχθηκαν εδώ και πολύ καιρό. Όλα τα είδη μοχλών, τα κεκλιμένα επίπεδα και άλλες αρχές ήταν απαραίτητα σε εποχές πρώιμων πολιτισμών για να κατασκευαστούν, για παράδειγμα, τέτοιες τεράστιες δομές όπως οι πυραμίδες.

Οι βασικές ποσότητες στη μηχανική είναιτο μήκος, το χρόνο, τη μάζα και την ισχύ. Τα πρώτα τρία ονομάζονται απόλυτα, ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Η δύναμη δεν είναι απόλυτη τιμή, επειδή σχετίζεται με αλλαγές μάζας και ταχύτητας.

Μήκος

Το μήκος είναι η τιμή που χρησιμοποιείται γιαπεριγραφή της θέσης ενός σημείου στο διάστημα σε σχέση με ένα άλλο σημείο. Αυτή η απόσταση ονομάζεται τυπική μονάδα μήκους. Η τυπική μονάδα μέτρησης μήκους είναι ένας μετρητής. Το πρότυπο αυτό διαμορφώθηκε και βελτιώθηκε εδώ και πολλά χρόνια. Αρχικά ήταν ένα δέκα εκατομμυριοστό μέρος του τεταρτημορίου της γης, με το οποίο ήταν αρκετά δύσκολο να γίνουν μετρήσεις. Στις 20 Οκτωβρίου 1983 ο μετρητής ορίστηκε ως το μήκος της διαδρομής που διανύθηκε από το φως σε κενό για 1 / 299,792,458 δευτερόλεπτα.

Ώρα

Ο χρόνος είναι ένα συγκεκριμένο διάστημα μεταξύ δύογεγονότα. Η τυπική τυπική μονάδα χρόνου είναι η δεύτερη. Το δεύτερο ορίστηκε αρχικά ως 1 / 86.4 της μέσης περιόδου περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της. Το 1956, ο ορισμός του δεύτερου βελτιώθηκε και ανήλθε σε 1 / 31.556 του χρόνου που απαιτείται για το συνολικό κύκλο εργασιών που κάνει η Γη γύρω από τον Ήλιο.

Βάρος

Η μάζα είναι ιδιοκτησία της ύλης. Μπορεί να θεωρηθεί ως η ποσότητα της ουσίας που περιέχεται στο σώμα. Αυτή η κατηγορία καθορίζει την επίδραση της βαρύτητας στο σώμα και την αντίσταση στις αλλαγές στην κίνηση. Αυτή η αντίσταση στην αλλαγή στην κίνηση ονομάζεται αδράνεια, η οποία είναι το αποτέλεσμα του σωματικού βάρους. Η κοινή μονάδα μάζας είναι ένα κιλό.

Αντοχή

Η δύναμη είναι μια παράγωγος μονάδα, αλλά πολύ σημαντικήμπλοκ στη μελέτη των μηχανικών. Συχνά ορίζεται ως η δράση ενός σώματος σε ένα άλλο και μπορεί να είναι ή όχι το αποτέλεσμα άμεσης επαφής μεταξύ των σωμάτων. Οι βαρυτικές και ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις αποτελούν παραδείγματα του αποτελέσματος μιας τέτοιας επίπτωσης. Υπάρχουν δύο αρχές επιρροής, οι δυνάμεις που τείνουν να αλλάζουν την κίνηση του συστήματος και οι οποίες τείνουν να το παραμορφώσουν. Η βασική μονάδα δύναμης είναι το Newton στο σύστημα SI και η λίβρα στο αγγλικό σύστημα.

Εξισώσεις ισορροπίας

Στατικά υποδηλώνουν ότι τα θέματα για τα οποίαεν προκειμένω, είναι απολύτως σταθερές. Το άθροισμα όλων των δυνάμεων που ενεργούν στο σώμα σε κατάσταση ηρεμίας πρέπει να είναι μηδέν, δηλαδή οι συμμετέχουσες δυνάμεις να ισορροπούν η μία με την άλλη και δεν πρέπει να υπάρχει τάση για δυνάμεις ικανές να μετατρέψουν το σώμα σε οποιοδήποτε άξονα. Αυτές οι συνθήκες είναι ανεξάρτητες το ένα από το άλλο, και η έκφρασή τους σε μαθηματική μορφή είναι οι αποκαλούμενες εξισώσεις ισορροπίας.

Υπάρχουν τρεις εξισώσεις ισορροπίας και επομένωςμόνο τρεις άγνωστες δυνάμεις μπορούν να υπολογιστούν. Αν υπάρχουν περισσότερες από τρεις άγνωστες δυνάμεις, αυτό σημαίνει ότι τα εξαρτήματα στη δομή ή στη μηχανή είναι κάπως μεγαλύτερα από αυτά που απαιτούνται για να υποστηρίξουν ορισμένα φορτία ή ότι υπάρχουν περισσότεροι περιορισμοί από τους απαραίτητους για να διατηρηθεί η κίνηση του σώματος.

Τέτοιες περιττές συνιστώσες ή περιορισμοίονομάζονται πλεονάζοντες (για παράδειγμα, ένας πίνακας στα τέσσερα σκέλη έχει μία περίσσεια) και το σύστημα δύναμης είναι στατικά αόριστο. Ο αριθμός των εξισώσεων που υπάρχουν στα στατικά είναι περιορισμένος, καθώς οποιοδήποτε στερεό παραμένει άκαμπτο κάτω από οποιεσδήποτε συνθήκες, ανεξάρτητα από το σχήμα και το μέγεθος.