Conceptos básicos y axiomas de la estática: conexiones y sus reacciones

En el proceso de estudiar la estática, que esuna de las partes constituyentes de la mecánica, el papel principal se le da a los axiomas y conceptos básicos. Al mismo tiempo, solo hay cinco axiomas básicos. Algunos de ellos son conocidos por las lecciones de física de la escuela, ya que son leyes de Newton.

Definición de mecánica

En primer lugar, debe mencionarse que la estáticaes una subsección de mecánica. Este último debe describirse con más detalle, ya que está directamente relacionado con la estática. Al mismo tiempo, la mecánica es un término más general que combina dinámica, cinemática y estática. Todos estos temas fueron estudiados en el curso de física de la escuela y son conocidos por todos. Incluso los axiomas que entran en el estudio de la estática se basan en las leyes de Newton conocidas a partir de los años escolares. Sin embargo, hubo tres de ellos, mientras que los axiomas básicos de la estática fueron cinco. La mayoría de ellos se refieren a las reglas para mantener el equilibrio y el movimiento uniforme rectilíneo de un determinado cuerpo o punto material.

La mecánica es la ciencia de lo más simpleel método de movimiento de la materia - mecánico. Los movimientos más simples se consideran acciones que se pueden reducir al movimiento en el espacio y el tiempo de un objeto físico de una posición a otra.

Qué Mecánica Aprende

La mecánica teórica estudia leyes generalesel movimiento del cuerpo excluye propiedades individuales Además de las propiedades alcance y la gravedad (esto es seguido por las propiedades de las partículas de materia son atraídos mutuamente o tener un cierto peso).

La cantidad de definiciones básicas incluye mecánicapoder. Este término es un movimiento, en una forma mecánica transmitida de un cuerpo a otro durante la interacción. De acuerdo con numerosas observaciones, se determinó que la fuerza se considera un valor vectorial, que se caracteriza por la dirección y el punto de aplicación.

A modo de construcción de la mecánica teórica.similar a la geometría: también se basa en definiciones, axiomas y teoremas. Al mismo tiempo, la conexión no termina con definiciones simples. La mayoría de los dibujos relacionados con la mecánica en general y la estática en particular, contienen reglas y leyes geométricas.

La mecánica teórica incluye tresSubsección: Estática, cinemática y dinámica. El primero trata sobre las formas de convertir las fuerzas aplicadas a un objeto y un cuerpo absolutamente rígido, así como las condiciones para la emergencia del equilibrio. En cinemática, se considera un simple movimiento mecánico que no tiene en cuenta las fuerzas de actuación. En la dinámica de estudiar el movimiento de un punto, un sistema o un cuerpo sólido, teniendo en cuenta las fuerzas que actúan.

Axiomas de la estática

Primero, consideremos los conceptos básicos.Axiomas de la estática, tipos de conexiones y sus reacciones. La estática es el estado de equilibrio con las fuerzas que se aplican a un cuerpo absolutamente sólido. Sus tareas incluyen dos puntos principales: 1: los conceptos básicos y los axiomas de la estática incluyen la sustitución de un sistema adicional de fuerzas que se aplicó al cuerpo por otro sistema equivalente a este. 2 - la conclusión de las reglas generales bajo las cuales el cuerpo bajo la influencia de las fuerzas aplicadas permanece en un estado de reposo o en el proceso de movimiento rectilíneo translacional uniforme.

Los objetos en tales sistemas son llamadosPunto material: el cuerpo, cuyo tamaño en estas condiciones se puede omitir. Un conjunto de puntos o cuerpos interconectados de alguna manera, se llama sistema. Las fuerzas de influencia mutua entre estos cuerpos se llaman internas, y las fuerzas que afectan a este sistema son externas.

La fuerza resultante en un sistema particularSe llama la fuerza equivalente al sistema reducido de fuerzas. Incluidos en este sistema se llaman fuerzas constituyentes. La fuerza de equilibrio es igual en magnitud a la resultante, pero dirigida en la dirección opuesta.

Estático al decidir si cambiar el sistema.Las fuerzas que afectan a un cuerpo sólido o el equilibrio de fuerzas utilizan las propiedades geométricas de los vectores de fuerza. A partir de esto se aclara la definición de estática geométrica. La estadística analítica, basada en el principio de los desplazamientos permisibles, se describirá en la dinámica.

Conceptos básicos y axiomas de la estática.

Condiciones del cuerpo en equilibrio.derivados de varias leyes básicas, utilizadas sin evidencia adicional, pero que tienen confirmación en forma de experimentos, se denominan axiomas de estática.

• El axioma I se llama la primera ley de Newton.(axioma de inercia). Cada cuerpo permanece en un estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta hasta el momento en que las fuerzas externas actúan sobre este cuerpo, eliminándolo de este estado. Esta capacidad del cuerpo se llama inercia. Esta es una de las propiedades básicas de la materia.
• Axioma II - La tercera ley de Newton (Axiomainteracciones). Cuando un cuerpo actúa sobre el otro con cierta fuerza, entonces el segundo cuerpo junto con el primero actuará sobre él con cierta fuerza, que es igual en magnitud, opuesta en dirección.
• Axioma III es una condición para el equilibrio de dos fuerzas. Para obtener un equilibrio de un cuerpo libre, que está bajo la influencia de dos fuerzas, es suficiente que estas fuerzas sean iguales en su módulo y opuestas en la dirección. También está conectado con el siguiente punto y se incluye en los conceptos básicos y axiomas de la estática, el equilibrio de un sistema de fuerzas descendentes.
• Axioma IV. El equilibrio no se romperá si se aplica o se elimina un sistema equilibrado de fuerzas a un cuerpo sólido.
• El axioma V es un axioma de fuerzas paralelogramo. La resultante de las dos fuerzas de intersección se aplica en el punto de su intersección y se representa como una diagonal de un paralelogramo construido sobre estas fuerzas.

Conexiones y sus reacciones.

En la mecánica teórica del punto material,Al sistema y al sólido se les puede dar dos definiciones: libre y no libre. Las diferencias entre estas palabras consisten en el hecho de que si las restricciones preespecificadas no se imponen en el movimiento de un punto, cuerpo o sistema, estos objetos serán, por definición, libres. En la situación inversa, los objetos se llaman no libres.

Circunstancias físicas que conducen aRestricción de libertad de los objetos materiales nombrados, se denominan como comunicaciones. En estática, puede haber conexiones más simples hechas por diferentes cuerpos rígidos o flexibles. La fuerza de un enlace a un punto, sistema o cuerpo se llama reacción de enlace.

Tipos de enlaces y sus reacciones.

En la vida cotidiana, la comunicación puede ser representada.Hilos, cordones, cadenas o cuerdas. En la mecánica, los enlaces ingrávidos, flexibles e inextensibles toman esta definición. Las reacciones, respectivamente, pueden dirigirse a lo largo del hilo, la cuerda. Al mismo tiempo, hay conexiones, cuyas líneas de acción no se pueden determinar de inmediato. Como ejemplo de los conceptos básicos y axiomas de la estática. Puede llevar una bisagra cilíndrica fija.

Consta de un cilindro cilíndrico estacionario.Un perno en el cual un manguito está equipado con un agujero cilíndrico, cuyo diámetro no excede el tamaño del perno. Cuando el cuerpo está unido al manguito, el primero puede girar solo a lo largo del eje de la bisagra. En una bisagra ideal (siempre que se descuide la fricción de la superficie del manguito y del perno), parece aparecer una barrera para desplazar el manguito en una dirección perpendicular a la superficie del perno y del manguito. En este sentido, la reacción en la bisagra ideal tiene una dirección a lo largo de lo normal: el radio del tornillo. Bajo la influencia de fuerzas actuantes, el manguito es capaz de presionar contra el tornillo en un punto arbitrario. En este sentido, la dirección de la reacción en una bisagra cilíndrica estacionaria no se puede determinar de antemano. Esta reacción solo puede ser conocida por su ubicación en un plano perpendicular al eje de la bisagra.

Durante la resolución de problemas la reacción de la bisagra seráEstablecido analíticamente por descomposición del vector. Los conceptos básicos y axiomas de la estática incluyen este método. Los valores de proyección de la reacción se calculan a partir de las ecuaciones de equilibrio. Lo mismo se hace en otras situaciones, incluida la imposibilidad de determinar la dirección de la reacción de comunicación.

Sistema de fuerzas convergentes.

Las definiciones básicas pueden incluirSistema de fuerzas que convergen. El llamado sistema de fuerzas convergentes se llamará sistema, las líneas de acción en las que se intersectan en un solo punto. Este sistema conduce a un resultado o en equilibrio. Este sistema también se tiene en cuenta en los axiomas mencionados anteriormente, ya que está conectado con la preservación del equilibrio corporal, que se discute al mismo tiempo en varias posiciones. Los últimos indican tanto las razones necesarias para crear el equilibrio como los factores que no causarán un cambio en este estado. La resultante del sistema de fuerzas convergentes es igual a la suma vectorial de las fuerzas nombradas.

Balance del sistema

En los conceptos básicos y axiomas del sistema estático.Las fuerzas convergentes también se incluyen al estudiar. Para que el sistema esté en equilibrio, el valor cero de la fuerza resultante se convierte en la condición mecánica. Como la suma vectorial de fuerzas es cero, el polígono se considera cerrado.

Analíticamente, la condición de equilibrio del sistema.consistirá en lo siguiente: un sistema espacial de fuerzas convergentes en equilibrio tendrá una suma algebraica de proyecciones de fuerza en cada uno de los ejes de coordenadas iguales a cero. Como en esta situación el resultado de equilibrio será cero, entonces las proyecciones en los ejes de coordenadas también serán cero.

Momento de fuerza

Esta definición se refiere al vector.Producto del vector del punto de aplicación de fuerzas. El vector del momento de fuerza se dirige perpendicular al plano en el que se encuentran la fuerza y ​​el punto, en la dirección desde la cual se ve que el giro de la acción de la fuerza ocurre en sentido contrario a las agujas del reloj.

Par de fuerzas

Esta definición se refiere a un sistema que consiste en un par de fuerzas paralelas, de igual magnitud, dirigidas en direcciones opuestas y aplicadas al cuerpo.

El momento de un par de fuerzas puede considerarse positivo,si las fuerzas del par se dirigen en sentido contrario a las agujas del reloj en el sistema de coordenadas de la derecha, y las negativas se dirigen en el sentido de las agujas del reloj en el sistema de coordenadas de la izquierda. Cuando se mueve desde el sistema de coordenadas derecho a la izquierda, la orientación de las fuerzas cambia al contrario. La distancia mínima entre las líneas de acción de las fuerzas se llama el hombro. De esto se deduce que el momento del par de fuerzas es un vector libre, modulo el valor de M = Fh y tiene una dirección perpendicular al plano de acción, que desde la parte superior de este vector, las fuerzas se orientaron positivamente.

Equilibrio en sistemas arbitrarios de fuerzas.

La condición de equilibrio requerida para un sistema espacial arbitrario de fuerzas aplicadas a un cuerpo sólido es la desaparición del vector principal y el momento en relación con cualquier punto en el espacio.

De esto se sigue que para lograr el equilibrio.Las fuerzas paralelas ubicadas en el mismo plano son necesarias y suficientes para que la suma resultante de las proyecciones de fuerzas en el eje paralelo y la suma algebraica de todas las componentes de los momentos proporcionados por las fuerzas relativas al punto aleatorio sean cero.

Centro de gravedad corporal

Según la ley del mundo, para cadauna partícula ubicada cerca de la superficie de la Tierra se ve afectada por fuerzas gravitacionales, llamadas fuerzas de gravedad. Con tamaños de cuerpo pequeños en todas las aplicaciones técnicas, la gravedad de las partículas individuales del cuerpo puede considerarse un sistema de fuerzas prácticamente paralelas. Si todas las fuerzas gravitacionales de las partículas se consideran paralelas, entonces su resultado será numéricamente igual a la suma de los pesos de todas las partículas, es decir, el peso del cuerpo.

Asignatura de cinemática.

La cinemática se refiere a una sección de teóricos.Mecánica, que estudia el movimiento mecánico de un punto, un sistema de puntos y un cuerpo sólido independientemente de las fuerzas que los afectan. Newton, que procedía de la posición materialista, consideraba que la naturaleza del espacio y el tiempo era objetiva. Newton utilizó la definición de espacio y tiempo absolutos, pero los separó de la materia en movimiento, por lo que puede llamarse un metafísico. El materialismo dialéctico considera el espacio y el tiempo como formas objetivas de la existencia de la materia. El espacio y el tiempo sin materia no pueden existir. En la mecánica teórica, se dice que un espacio que incluye cuerpos en movimiento se llama espacio euclidiano tridimensional.

En comparación con la mecánica teórica, la teoría.La relatividad se basa en otras ideas sobre el espacio y el tiempo. Ayudó a la aparición de una nueva geometría, creada por Lobachevsky. A diferencia de Newton, Lobachevsky no separó el espacio y el tiempo de la visión, considerando este último como un cambio en la posición de algunos cuerpos en relación con otros. En su propio trabajo, indicó que en la naturaleza el hombre solo conoce el movimiento, sin el cual la representación sensorial se vuelve imposible. De esto se deduce que todos los otros conceptos, por ejemplo, geométricos, son creados artificialmente por la mente.

A partir de esto se ve que el espacio es considerado.Como manifestación de la conexión entre los cuerpos en movimiento. Casi un siglo antes del surgimiento de la teoría de la relatividad, Lobachevsky señaló que la geometría euclidiana está relacionada con sistemas geométricos abstractos, mientras que en el mundo físico las relaciones espaciales están determinadas por la geometría física, que difiere de la euclidiana, en la que las propiedades del tiempo y el espacio se combinan con las propiedades de la materia que se mueven en el espacio y el tiempo.

No hace daño notar que los científicos avanzados deEn el campo de la mecánica, Rusia se adhirió conscientemente a las posiciones materialistas correctas en la interpretación de todas las definiciones principales de la mecánica teórica, en particular, el tiempo y el espacio. Al mismo tiempo, la opinión sobre el espacio y el tiempo en la teoría de la relatividad es similar a las ideas sobre el espacio y el tiempo de los partidarios marxistas, que se crearon antes de la aparición de trabajos sobre la teoría de la relatividad.

Cuando se trabaja con mecánica teórica duranteel espacio de medición para la unidad principal se toma en metros, y durante el tiempo - segundo. El tiempo es el mismo en cada marco de referencia y es independiente de la intercalación de estos sistemas entre sí. El tiempo se indica con un símbolo y se trata como un valor mutable continuo que se usa como argumento. Durante la medición del tiempo, se aplican las definiciones de un intervalo de tiempo, un punto en el tiempo, una hora de inicio, que se incluye en los conceptos básicos y los axiomas de la estática.

Mecanica tecnica

En la aplicación práctica, los conceptos básicos yLos axiomas de la estática y la mecánica técnica están interconectados. En mecánica técnica, estudiamos tanto el proceso mecánico del movimiento como la posibilidad de utilizarlo con fines prácticos. Por ejemplo, cuando se crean estructuras técnicas y de construcción y se prueba su resistencia, lo que requiere conocer brevemente los conceptos básicos y los axiomas de la estática. Además, este breve estudio es adecuado solo para los aficionados. En las instituciones educativas especializadas, este tema es de gran importancia, por ejemplo, en el caso del sistema de fuerzas, los conceptos básicos y los axiomas de la estática.

En mecánica mecánica también se aplican.por encima de los axiomas. Por ejemplo, el axioma 1, los conceptos básicos y los axiomas de la estática están asociados con esta sección. Mientras que en el primer axioma, se explica el principio de mantener el equilibrio. En la mecánica técnica, se da un papel importante no solo a la creación de dispositivos, sino también a las estructuras sostenibles, en cuya construcción los criterios principales son la estabilidad y la resistencia. Sin embargo, será imposible crear algo similar sin el conocimiento de los axiomas básicos.

Notas generales

A las formas más simples de sólidos en movimiento.Relacionar el movimiento traslacional y rotacional del cuerpo. En la cinemática de sólidos con diferentes tipos de movimientos, se tienen en cuenta las características cinemáticas del movimiento de sus diferentes puntos. El movimiento de rotación del cuerpo alrededor de un punto fijo se denomina movimiento en el cual la línea recta que pasa a través de un par de puntos arbitrarios durante el movimiento del cuerpo permanece en reposo. Esta línea recta se llama eje de rotación de los cuerpos.

El texto anterior resume los conceptos básicos.Y los axiomas de lo estático. Al mismo tiempo, hay una gran cantidad de información de terceros, con la ayuda de la cual se puede aprender mejor la estadística. No se olvide de los datos básicos; en la mayoría de los ejemplos, los conceptos básicos y los axiomas de la estática son absolutamente sólidos, ya que este es un tipo de estándar para un objeto que puede no ser alcanzable en condiciones normales.

Entonces es necesario recordar los axiomas. Por ejemplo, los conceptos básicos y axiomas de la estática, las relaciones y sus reacciones están entre ellos. A pesar de que muchos axiomas solo explican el principio de mantener el equilibrio o el movimiento uniforme, esto no niega su significado. A partir del curso escolar, se estudian estos axiomas y reglas, ya que todas son leyes conocidas de Newton. La necesidad de mencionarlas está relacionada con la aplicación práctica de información de estática y mecánica en general. Un ejemplo fue la mecánica técnica, en la que, además de crear mecanismos, se requiere comprender el principio de diseño de estructuras sostenibles. Gracias a dicha información, es posible construir adecuadamente estructuras ordinarias.