Введение в техническую механику. Урок краткий исторический очерк
 Скачать 1.76 Mb.
|
Введение в техническую механикуТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА. УРОК 1. Краткий исторический очерк
Архимед- основоположник механики как точной науки
Крупнейший вклад в развитие механики внесли русские ученые
Знаменитые русские механики
Техническая механикаТема: Статика. Понятие материальной точки и абсолютно твердого тела. Сила, система сил. Аксиомы статики.Техническая механика – комплексная учебная дисциплина.Она включает три раздела: «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов», «Детали машин».Теоретическая механика - наука о механическом движении материальных твердых тел и их взаимодействии.Механическое движение понимается как перемещение тела в пространстве и во времени по отношению к другим телам, в частности к Земле.Статика изучает условия равновесия тел под действием сил.Кинематика рассматривает движение тел как перемещение тел в пространстве; характеристики тел и причины, вызывающие движение, не рассматриваются.Динамика изучает движение тел под действием сил.В отличие от физики теоретическая механика изучает законы движения некоторых абстрактных абсолютно твердых тел: где материалы, формы тел существенного значения не имеют.СТАТИКАСтатика — раздел теоретической механики, в котором изучаются условия равновесия абсолютно твердых тел под действием приложенных к ним сил.Абсолютно твердое (недеформируемое) тело, расстояние между любыми двумя точками которого всегда остаётся постоянным.Материальная точка – тело размерами и формой которого можно пренебречь, но обладающее массой.Системой называется совокупность материальных точек, движения и положения которых взаимозависимы.Из приведенного определения следует, что любое физическое тело можно рассматривать как систему материальных точек.Понятие силы в механикеСила – это мера механического взаимодействия материальных тел между собой. Сила - характеризуется: 1. точкой приложения; 2. величиной (модулем); 3. направлением. Силу измеряют в ньютонах, 1Н = 1кг*1м/с2. Применяют также и более крупные единицы измерения: 1 килоньютон, 1 меганьютон. Иногда используют для измерения сил техническую систему (МКГСС - от метр, килограмм-сила, секунда), в которой в качестве единицы силы применяется килограмм-сила (кГс). Единицы силы в системах СИ и МКГСС связаны соотношением 1 кГс = 9,81 Н = 10 Н или 1 Н = 0,1 кГс. Системой сил называется совокупность нескольких сил, действующих на данное тело.Система сил, линии действия которых лежат в разных плоскостях, называется пространственной.Если же линии действия рассматриваемых сил лежат в одной плоскости, система называется плоской.Система сил с пересекающимися в одной точке линиями действия называется сходящейся. Сходящаяся система сил может быть как пространственной, так и плоской.Две системы называются эквивалентными, если, действуя на одно и то же твердое тело, они производят одинаковое механическое воздействие.Если система сил эквивалентна одной силе, то эта сила называется равнодействующей (R) данной системы сил.Если к системе сил добавлена уравновешивающая сила, то полученная новая система находится в равновесии и эквивалентна нулю.Сосредоточенная сила – это сила, приложенная к телу в какой-нибудь одной точке.Распределенная сила – это сила, действующая на определенную часть поверхности тела.Вес в инерциальной системе отсчёта совпадает с силой тяжести и пропорционален массе и ускорению свободного падения в данной точке:В современной науке вес и масса — разные понятия.Вес — сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес.Масса же не является силовым фактором; масса — мера инертности тела.Например, в условиях невесомости у всех тел вес равен нулю, а масса у каждого тела своя.Разнообразие смыслов, в которых употребляется слово силаФизическая силаСила убежденияЛошадиная силаСила параСтихийная силаСила страстиСила привычкиИ.т.д. Сила волиАКСИОМЫ СТАТИКИВсе теоремы и уравнения статики базируются на нескольких исходных положениях, принимаемых без математических доказательств и называемых аксиомами. Аксиомы статики представляют собой результат знаний, накопленных человечеством, и отражают объективные процессы. Справедливость этих аксиом подтверждается многочисленными опытами и наблюдениями.Первая аксиомаДве силы (F1 и F2), действующие на свободное абсолютно твердое тело, находятся в равновесии тогда и только тогда, когда они равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны. Вторая аксиома Действие данной системы сил на абсолютно твердое тело не изменится, если к ней прибавить или от нее отнять уравновешенную систему сил. Следствие из аксиом 1 и 2: точку приложения силы, действующей на абсолютно твердое тело, можно переносить вдоль ее линии действия в любую другую точку тела. Третья аксиома (правило параллелограмма сил) Третья аксиома определяет правило сложения двух сил. Равнодействующая двух сил, приложенных к одной точке, приложена в этой точке и является диагональю параллелограмма, построенного на данных силах. Четвертая аксиома Два материальных тела действуют друг на друга с силами, равными по величине и противоположно направленными. Такая система сил не является уравновешенной, так как силы приложены к разным телам. Так, если на тело В действует сила F1 со стороны материального тела А, то на тело А действует со стороны тела В такая же по численному значению сила F2. Обе силы действуют по одной прямой и направлены в противоположные стороны. Действие и противодействие всегда приложены к различным телам, и именно поэтому они не могут уравновешиваться. Пятая аксиома Если деформируемое тело находится в равновесии под действием данной системы сил, то равновесие не нарушится, если тело станет абсолютно твердым. Эта аксиома называется аксиомой затвердевания. Из аксиомы 5 следует, что это условие, являясь необходимым и для абсолютно твердого тела, и для деформируемого, не является для последнего достаточным.Спасибо за внимание! |