основы технической механики. 1.1 Основы технической механики. 1. 1 Основы технической механики
 Скачать 1.67 Mb.
|
|
ООО ЦОТ «Перспектива» Курс ПО «Машинист технологических компрессоров»  1.1 Основы технической механикиВведение в курс теоретической механики Теоретическая механика – это наука, в которой изучаются механические движения вещественных форм материальных объектов. Теоретическую механику называют еще классической механикой или механикой Ньютона. Движение есть основное свойство материи и форма ее существования. Материя и движение не могут существовать раздельно. Без материи не может быть движения, так же без движения не может быть материи. Разные виды движения являются объектами изучения различных наук, механическое движение – простейшая форма движения, и наука, которая изучает это движение называется механикой. Механическоедвижение – это перемещение материальных объектов в пространстве с течением времени без рассмотрения физических свойств этих объектов и их изменения в процессе движения. Теоретическая механика изучает только вещественные формы материальных объектов. Элементарные частицы и различные поля не являются предметом изучения в теоретической механике. Движение материальных объектов происходит в пространстве и во времени. Пространство является трехмерным пространством Эвклида. Теоретическая механика является базой для других разделов механики (теории упругости, сопротивления материалов, теории механизмов и машин, деталей машин и основ конструирования, подъемно- транспортирующих машин и пр.) и многих технических дисциплин. Теоретическая механика делится на три части: статику, кинематику и динамику. Изучение теоретической механики обычно начинается со статики. 1.1.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИКИСтатика - это раздел теоретической механики, в котором излагается общее учение о силах и изучаются условия равновесия материальных тел, находящихся под действием сил. Под равновесием тела в статике понимается состояние его покоя по отношению к другим телам, принимаемым за неподвижные. Рассмотрим основные понятия статики. Материальным телом называется некоторое количество вещества, которое заполняет какой-нибудь объем в пространстве. Возможны случаи, когда тело в тех или иных направлениях имеет весьма малые размеры по сравнению с размерами в других направлениях. Материальнойточкойназывается простейшая модель материального тела любой формы, размеры которого достаточно малы, и которое можно принять за геометрическую точку, имеющую определенную массу. Механическим воздействием одного тела на другое называется такое воздействие, при котором пренебрегают изменениями в химической структуре тела и его физическом состоянии. Если тело испытывает механическое воздействие со стороны других материальных тел, то оно может изменять свое движение в пространстве или оставаться в покое. Механическое воздействие может происходить как при соприкосновении тел, так и на расстоянии (притяжение, отталкивание). Механическойсистемойназывается любая совокупность материальных точек. Абсолютнотвердымтелом(илинеизменяемоймеханическойсистемой) называется материальное тело, геометрическая форма которого и размеры не изменяются ни при каких механических воздействиях со стороны других тел, а расстояние между любыми двумя его точками остается постоянным.   Таким образом, понятие абсолютно твердого тела является условным (абстракцией). Это понятие вводят с целью упрощения исследования законов равновесия и движения тел. Лишь изучив механику абсолютно твердого тела можно приступить к изучению равновесия и движения деформируемых тел, жидкостей и др. в действительности все тела под влиянием силовых воздействий со стороны других тел изменяют свои размеры и форму. Так, если стержень, например, из стали или дерева, сжать, его длина уменьшится, а при растяжении его длина соответственно увеличится (рис 1.1).
 Рис. 1.1. Деформация тел.Cила– это основная количественная мера механического воздействия одного тела на другое, которая характеризует его интенсивность и направление. Сила векторная величина, характеризуется тремя элементами: числовым значением (модулем), направлением и точкой приложения (рис.1.2,а). Ед. измерения – ньютон, 1Н 1 кг м , 1кН (килоньютон) равен 103 Н. с2
  а) б )Рис. 1.2. Векторы сил: а)характеристики вектора силы, б) Прямая, по которой направлена сила, называется линией действия силы (рис. 1.1.2, б). Природа силы может быть различной. (гравитационные, электромагнитные, упругие силы или силы давления и др.). Теоретическая механика не интересуется природой сил. Сила определяется точкой приложения, числовым значением и направлением действия, т. е. являетсявекторнойвеличиной. Модуль силы находят путем ее сравнения с силой, принятой за единицу. Для статического измерения силы служат приборы, называемые динамометрами. Силу как величину векторную обозначают какой-либо буквой со знаком вектора (например, Fили P). Для выражения числового значения силы или ее модуля используется знак модуля от вектора или те же буквы, но без знака вектора (например, Fи Pили Fи P). Системойсилназывается группа сил, которые действуют на рассматриваемое тело или (в общем случае) на точки механической системы. Если линии действия всех сил лежат в одной плоскости, то система сил называется плоской, а если эти линии действия не лежат в одной плоскости, – то система сил называется пространственной. Системой сил эквивалентной нулю (или уравновешенной системойсил) называется такая система сил, действие которой на твердое тело или материальную точку, находящиеся в покое или движущиеся по инерции, не приводит к изменению состояния покоя или движения по инерции этого тела или материальной точки. F1 , F2 , . . . , F n эквивалентна 0 Две системы сил называются эквивалентными, если их действие по отдельности на одно и то же твердое тело или материальную точку одинаково при прочих равных условиях.  ' ' ' F1 , F2 , . . . , Fn эквивалентна F1 , F2 , . . . , Fk Равнодействующей силой рассматриваемой системы сил называется сила, действие которой на твердое тело или материальную точку эквивалентно действию этой системы сил. Равнодействующую силу обозначают обычно R R эквивалентна Уравновешивающей силой рассматриваемой системы сил называется сила, добавление которой к заданной системе сил дает новую систему, эквивалентную нулю. Уравновешивающая сила равна по модулю равнодействующей и противоположна ей по направлению. Сила, приложенная к телу в одной его точке называется сосредоточенной. Силы, действующие на все точки данного объема, данной части поверхности тела или данной части кривой, называются распределенными. Понятие о сосредоточенной силе является условным. Силы, которые в механике рассматриваются как сосредоточенные, представляют собой равнодействующие некоторых систем распределенных сил. |