Основні поняття статики

Основними поняттями статики, як і всієї механіки, є.

1. Сила – це фізична величина, яка є мірою взаємодії матеріальних об’єктів і вказує на інтенсивність і напрям даної взаємодії.

Таке визначення сили не є всеохоплюючим. Не кожну взаємодію (наприклад, взаємодію між елементарними частинками в ядрі, атомі) можна описати силою. Але, як показала практика, більшість взаємодій, особливо взаємодії між матеріальними об’єктами, рухи яких вивчає механіка, найефективніше описувати силами.

З визначення випливає, що сила – це вектор. Як кожний вектор, сила характеризується точкою прикладання, напрямом і величиною (модулем). В механіці вектор сили найчастіше позначається великими буквами латинського алфавіту (напри-клад, , , і т.д.). На рис. 1 зображено вектор сили , де – точка прикладання сили, величина відрізка визначає в певному масштабі модуль сили. Модуль сили позначається тими ж буквами, але без векторів (рисок) над буквами (, , і т.д.). Лінія, по якій діє сила (лінія ), називається лінією дії сили. Силу, як кожний вектор, можна про-ектувати на площину (див. додаток 1) і на вісь (див. додаток 2).

2. Система сил – це сукупність всіх сил, що діють на даний матеріальний об’єкт.

Сили, які належать до даної системи, будемо заключати в круглі дужки . За способом дії на матеріальний об’єкт розрізняють:

а) систему зосередже-них сил. Сили даної системи діють на матеріальний об’єкт в певних його точках (рис. 2);

б) систему розподілених сил. Сили даної системи діють на матеріальний об’єкт в кожній точці певної його ділянки. Так, наприклад, тиск важкого паралелепіпеда на го-ризонтальну площину роз-поділений по площині прямокутника (рис. 3).

Дія системи розподілених сил на матеріальний об’єкт описується інтенсивністю, яка найчастіше позначається буквою і вимірюється в: Н/м – для системи сил, що розподілена по лінії; Н/м2 – для системи сил, що розподілена на поверхні; Н/м3 – для системи сил, що розподілена по об’єму.

За способом розміщення в просторі розрізняють:

а) систему збіжних сил (лінії дії системи збігаються в одній точці);

б) плоску систему сил (сили даної системи розміщені в одній площині);

в) довільну систему сил (сили даної системи розміщені довільно в просторі);

г) систему паралельних сил (лінії дії сил даної системи паралельні між собою).

3. Дві системи сил називаються еквівалентними, якщо їх взаємна заміна не порушує стану твердого тіла, тобто вони однаково діють на тверде тіло.

Еквівалентні системи сил в подальшому будемо позначати знаком еквівалентності (). Наприклад,

.

4. Зрівноваженою системою сил називається така система сил, прикладання якої до твердого тіла не порушує його стану.

Якщо зрівноважена система сил не порушує стану твердого тіла, то її дія на тверде тіло фактично дорівнює нулеві, отже, зрівноважена система сил еквівалентна нулю

.

5. Рівнодійною системи сил називається сила, дія якої на тверде тіло еквівалентна заданій системі сил.

Рівнодійна зазвичай позначається буквою , отже

.