Статика

Статика е гранка на механиката која се занимава со анализа на оптоварување (сила и вртежен момент, или “момент“)која делува на физички системи кои не доживуваат забрзување (“а“ =0), туку се во статичка рамнотежа со околината. Кога во статична рамнотежа, забрзувањето на системот е нула и системот или е во мирување, или неговиот центар на маса се движи со постојана брзина. Примената на вториот закон на Њутн на систем дава:

${\displaystyle {\textbf {F}}=m{\textbf {a}}\,.}$

Ознаката F е вкупниот број на сили кои дејствуваат на системот, m е масата на системот и а забрзувањето на системот. Сумата на силите ја даваат насоката и големината на забрзувањето и ќе бидат обратнопропорционално на масата. Претпоставката на статичка рамнотежа Сума сили ќе ја даде насоката и големината на забрзувањето и ќе биде обратнопропорционална на масата. Претпоставката на статичката рамнотежа на = 0 доведува до Сума сили ќе даде насока и големината на забрзување ќе биде обратнопропорционална на маса. Претпоставката на статички рамнотежа а = 0 доведува до:

${\displaystyle {\textbf {F}}=0\,.}$

Сумата на силите, од кои едената може да биде непозната, им овозможува на непознатите да бидат пронајдени. Слично на примената на претпоставката на нула забрзување на збирот на моменти делува на системот и доведува до:

${\displaystyle {\textbf {M}}=I\alpha =0\,.}$

Еве, М е збир на сите моменти и делува на системот, што е моментот на инерција на масата и α = 0 аголното забрзување на системот, кои кога се претпоставува дека е нула доведува до:

${\displaystyle {\textbf {M}}=0\,.}$

Од првиот закон на Њутн, тоа значи дека нето и силата на вртежен момент на секој дел од системот е нула. Нето силите се еднакви на нула и се познат како прв услов за рамнотежа, а нето вртежен момент е еднаков на нула е познат како вториот услов за одржување на рамнотежата.

Вектор

Пример на греда во статичка рамнотежа. Збирот на силите и нивните моменти се еднакви на нула.

Скалар е количина која има само големина, како што се маса или температура. A векторот има големина и насока. Постојат неколку нотации да се идентификуваат со вектор, вклучувајќи:

• Болдиран карактер V
• Подвлечен каракте V
• кога стрелката стои над карактерот ${\displaystyle {\overrightarrow {V}}}$

Сила

Сила е акција од едно тело на друго. Силата е или притискање или повлекување. Таа има тенденција за поместување на телото во насока на неговото делување. Дејството на сила се одликува со својата големина, од правец на акција, и со нејзината точка на примена. Така, сила е количество вектор, бидејќи неговиот ефект зависи од насоката, како и на големината на акција^[1].

Силата се класифицира како контакт или силино тело. Силите за контакт се произведени од страна на директен физички контакт; пример е сила притисната на тело по пат на потпорна површина. Силино тело се создава врз основа на положбата на телото во рамките на полето на силаta како гравитационo, електричнo или магнетно поле и е независен од контакт со било кој друг орган. Еден пример на силино тело е тежината на телото во гравитациското поле на Земјата.^[2]

Моментна сила

Во прилог на тенденцијата да се движи телото во насока на нејзината примена, со сила може, исто така,да има тенденција и да се ротира тело околу оската. Оската може да биде било која линија која ниту се вкрстува ниту е паралелно со линијата на дејствување на силата. Ова вртежна тенденција е позната како момент (M) на сила. Момент, исто така, се нарекува вртежен момент.

Момент на сила

Големината на момент на сила во точката О, е еднаква на нормално растојание од О до линијата на дејствувањето на F, потоа се множи со големината на силата: М = F · d , каде што

• F = силата што се применува
• d = нормално растојание од оската на линија на дејствување на силите.

Во векторски формат, моментот може да се дефинира како крсниот производ помеѓу полупречник вектор, r (векторот од точката O во линија на дејствување), како и векторот на сила F:^[3]

${\displaystyle {\textbf {M}}_{O}={\textbf {r}}\times {\textbf {F}}}$

Рамнотежни равенки

СтатичкА рамнотежа на честички е важен концепт во статиката. Честичка е во рамнотежа само ако резултантните на сите сили кои дејствуваат на честичките се еднакви на нула. Во правоаголен координатен систем рамнотежа равенки може да биде претставен од страна на три скаларен равенки, каде суми на сили во сите три страни се еднакви на нула.^[4]

Момент на инерција

Во класичната механика, момент на инерција, исто така, наречен масовен момент, вртежна инерција, поларните моменти на инерција на маса, или аголна маса, (SI-единици kg · m²) е мерка за отпорноста на објектот да се промени во својата ротација. оа е инертноста на вртечко тело во однос на нејзината ротација. Моментот на инерција игра многу исти улога во вртежна динамика како масовно го прави во линеарна динамика, опишување на односот помеѓу аголна динамика и аголната брзина, вртежен момент и аголното забрзување, и неколку други количини. Симболите I и Ј обично се користи за да се однесува на моментот на инерција или поларни момент на инерција. Концептпт е воведен од страна на Леонард Ојлер во неговата книга Теорија на движење на цврсти тела или на цврсти материи, која ја напишал во 1765 година.

Цврсти материи

Статика се користи во анализа на објекти, на пример, во архитектонско и структурно инженерство. Јакоста на материјалите е поврзана со полето на механиката, која се потпира на примената на статички рамнотежа. Клучен концепт е во центарот на гравитација на телото на одмор: тој претставува еден имагинарен точка во која престојува сите на масата на телото. Позицијата на бодови во однос на темелите врз кои лежи орган утврди нејзината стабилност како одговор на надворешните сили. Ако постои центар на гравитација надвор од основите, а потоа телото е нестабилно, тогаш постои вртежен момент, дејствување: сите мали нарушувања ќе предизвика телото да падне или да ги сруши. Ако центарот на гравитација постои во темелите, телото е стабилно, бидејќи нема нето вртежен момент кој ќе делува на телото. Ако центарот на гравитација се совпаѓа со основите,тогаш телото се вели дека е метастабилно.

Течности

Хидростатика е позната и како статичка течност. Ако нето силата е поголема од нула тогаш течноста ќе се движи во правец на добиената сила. Овој концепт е формулиран од страна на францускиот математичар и филозоф Блез Паскал во 1647 и стана познат како Закон Паскал. Таа има многу важни апликации во хидрауликата. Архимед, Абу Раѓах Ал-Бируни, Ал-Казини^[5] и Галилео Галилеј, исто така, главните фигури во развојот на хидростатика.

Поврзано

• Портал: Физика

• Динамика
• Механичка рамнотежа
• Механика на цврсти тела
• Кремонов дијаграм