презентация Статика. Основные понятия. Аксиомы. тех мех начало статика - понятия. Техническая механика
 Скачать 2.05 Mb.
|
Техническая механикаГосударственное профессиональное образовательное учреждение «Краснокаменский промышленно-технологический техникум» Подготовила: преподаватель О.В. Маркова Эволюция механикиМеханика — одна из древнейших наук. Она развивалась по мере накопления человечеством знаний об окружающем мире, своевременно отвечая на многочисленные запросы практики. Родиной первой механики по праву считают древнюю Грецию, где огромными темпами развивались точные науки и строительство В Древнем Египте при строительстве пирамид уже пользовались рычагами, наклонными плоскостями, блоками. Эмпирические знания помогли открыть законы механики. Основоположником механики как науки считают Архимеда (ок. 287 — 212 гг. до н. э.); он получил точное решение задач о равновесии сил, приложенных к рычагу, об определении центра тяжести тел. В эпоху Возрождения (XIV— XVI вв.) большой вклад в развитие механики сделал знаменитый итальянский художник, ученый и инженер Леонардо да Винчи (1452 — 1519). Он изучал трение скольжения, движение падающего тела, впервые ввел понятие момента силы Галилео Галилей (1564-1642), итальянский ученый, Заложил основы современной механики: выдвинул идею об относительности движения, установил законы инерции, свободного падения и движения тел по наклонной плоскости, сложения движений; открыл изохронность колебаний маятника; первым исследовал прочность балок Исаак Ньютон, английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики. Сформулировал основные законы классической механики. Открыл закон всемирного тяготения, дал теорию движения небесных тел, создав основы небесной механики. Работы Ньютона намного опередили общий научный уровень его времени, были малопонятны современникам. В России в 1725 г. по инициативе Петра I была образована Российская академия наук. Большое влияние на развитие механики оказали труды академика М. В. Ломоносова (1711 — 1765), знаменитого математика, астронома и физика, швейцарца по происхождению, Леонарда Эйлера (1707 — 1783), проработавшего в Российской академии наук более 30 лет. Техническая механика — комплексная дисциплина, включающая три раздела: Теоретическая механика; Сопротивление материалов - изучает основы прочности материалов и методы расчетов элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость под действием внешних сил Детали машин - рассматривает основы конструирования и расчета деталей и сборочных единиц общего назначения . Теоретическая механика — наука об основных законах движения твердых тел и их взаимодействия. Состоит из разделов: Статика – изучает условия равновесия тел под действием сил. Кинематика – рассматривает движение тел как перемещение в пространстве; характеристики тел и причины, вызывающие движение, не рассматриваются. Динамика – изучает движение тел под действием сил. Абсолютно твердое тело – не деформируется, не изменяет свою форму и объем, какое бы действие на них не было оказано Материальная точка – абсолютно твердое тело, размерами которого можно пренебречь. Равновесие – это состояние покоя тела по отношению к другим материальным телам. Сила — это количественная мера механического взаимодействия материальных тел между собой. Силы могут вызвать движение тела, либо (если движение невозможно – например, тело закреплено) его деформацию, т.е. изменение формы тела и размеров. Силу измеряют в кГс и ньютонах (1Н = 1кг • м/с2). Сила – величина векторная, характеризуется: величиной (модулем) направлением (линией действия) точкой приложения (А) Прямая DE, вдоль которой направлена сила, называется линией действия силы. В тексте вектор силы обозначается латинскими буквами и др., с черточками над ними. Если черточки нет, значит у силы известна только ее численная величина - модуль. Действие силы на тело не изменится, если ее перенести по линии действия в любую точку тела (конечно – твердого тела). Поэтому вектор силы называют скользящим вектором. Совокупность сил, действующих на какое-либо тело, называют системой сил. Тело, не скрепленное с другими телами, которому из данного положения можно сообщить любое перемещение в пространстве, называется свободным. Если одну систему сил, действующих на свободное твердое тело, можно заменить другой системой, не изменяя при этом состояния покоя или движения, в котором находится тело, то такие две системы сил называются эквивалентными. Система сил, под действием которой свободное твердое тело может находиться в покое, называется уравновешенной или эквивалентной нулю. Если данная система сил эквивалентна одной силе, то эта сила называется равнодействующей данной системы сил. Сила, равная равнодействующей по модулю, прямо противоположная ей по направлению и действующая вдоль той же прямой, называется уравновешивающей силой. Силы, действующие на твердое тело: внешние и внутренние. Внешние силы действуют на тела со стороны других материальных тел. Внутренние силы – это силы, с которыми частицы данного тела действуют друг на друга Аксиомы статики Аксиома 1. Если на свободное абсолютно твердое тело действуют две силы, то тело может находиться в равновесии тогда и только тогда, когда эти силы равны по модулю (F1 = F2) и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны Аксиома 2. Действие данной системы, сил на абсолютно твердое тело не изменится, если к ней прибавить или от нее отнять уравновешенную систему сил. Эта аксиома устанавливает, что две системы сил, отличающиеся на уравновешенную систему, эквивалентны друг другу. Следствие из 1-й и 2-й аксиом. Действие силы на абсолютно твердое тело не изменится, если перенести точку приложения силы вдоль ее линии действия в любую другую точку тела. Аксиома 3 (аксиома параллелограмма сил). Две силы, приложенные к телу в одной точке, имеют равнодействующую, приложенную в той же точке и изображаемую диагональю параллелограмма, построенного на этих силах, как на сторонах. Вектор R, равный диагонали параллелограмма, построенного на векторах и называется геометрической суммой векторов и : Аксиома 4 (принцип противодействия). При всяком действии одного материального тела на другое имеет место такое же по величине, но противоположное по направлению противодействие. Для выявления сил действия и противодействия отделим балку от стен. Тогда силы действия балки на стену выражаются силами DA и DB, приложенными к стенам, а силы противодействия - силами RA и RB, приложенными к балке, которые называются реакциями. Аксиома 5 (принцип отвердевания). Равновесие изменяемого (деформируемого) тела, находящегося под действием данной системы сил, не нарушится, если тело считать отвердевшим (абсолютно твердым). Аксиома 6 (аксиома связей). Всякое несвободное тело можно рассматривать как свободное, если механическое действие связей заменить реакциями этих связей |