SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  19
Télécharger pour lire hors ligne
Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.
 Кафедра будівельних конструкцій, 2017 6
ЛЕКЦІЯ 1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА АКСІОМИ СТАТИКИ.
1. Вступ до теоретичної механіки.
2. Основні поняття та визначення статики.
3. Аксіоми статики.
1. ВСТУП ДО ТЕОРЕТИЧНОЇ МЕХАНІКИ
Механіка є однією з найстародавніших наук (існує навіть така суперечка
між деякими математиками та механіками: яка з наук виникла першою?).
Математики, звісно, вважають що математика. На що механіки заперечують:
«Ні, механіка! А математика виникла лише як апарат, необхідний для
розв’язування механічних задач».
МЕХАНІКА [походить від грецького слова, що в перекладі означає
мистецтво будування машин (за іншими джерелами – хитрість, хитрування)]
– наука, що вивчає механічний рух твердих, рідинних та газоподібних
матеріальних тіл і взаємодії між ними.
В основу класичної механіки покладені закони Ньютона. Закони
механіки використовуються для розрахунків машин, механізмів, будівельних
споруд, транспортних засобів (у т. ч. літаків і ракет), рухів різноманітних
космічних тіл і т. п.
Методами механіки вивчається рух будь-яких матеріальних тіл (за
винятком мікрочастинок), що рухаються зі швидкостями, малими у порівнянні
зі швидкістю світла.
Залежно від того, рух яких об’єктів розглядається, розподіляють:
механіку матеріальної точки та системи матеріальних точок, механіку
твердого тіла, механіку суцільного та сипучого середовищ, механіку тіл
змінної маси, механіку ґрунтів і т. д. Рухи тіл із швидкостями, близькими до
кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош
 Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного
університету цивільного захисту України, 2017 7
швидкості світла, та рухи в сильних гравітаційних полях розглядаються у
релятивістській механіці, а рухи мікрочастинок – у квантовій механіці.
Теоретична механіка – це наука про найбільш загальні закони
механічного руху матеріальних тіл і механічні взаємодії між матеріальними
тілами.
Іншу частину механіки становлять різні загальні та спеціальні технічні
науки, що присвячені проектуванню й розрахунку усіляких конкретних
будівель, споруд, двигунів, механізмів і машин або їх частин (деталей). Але всі
ці науки базуються на законах та методах теоретичної механіки.
Теоретична механіка належить до класу природничих наук (тобто до
наук про природу), які вивчають різноманітні властивості матерії та різні
форми її існування, і має справу з однією з форм існування матерії –
речовиною. З речовини складаються всі фізичні тіла, їх молекули, атоми та
суб’ядерні частинки (протони, нейтрони, електрони, фотони, нейтрино й ін.).
Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.
 Кафедра будівельних конструкцій, 2017 8
Матеріальним тілом у розглядуваному курсі будемо називати фізичне
тіло певних геометричних розмірів і форми, що складається з певної кількості
речовини і має певну масу спокою.
Механічним рухом матеріального тіла називається процес переходу
розглядуваного тіла з одного положення в просторі в інше певним способом у
певній залежності від часу.
Механічний рух є найпростішою формою руху матерії. Рух у більш
загальному значенні – це не тільки зміна положення матеріальних тіл, але й
всіляка зміна живих організмів чи істот, суспільно-економічних формацій та
ін.
Як випливає з наведеного раніше визначення, всякий механічний рух
відбувається в просторі та в часі. Простір і час є формами існування (буття)
матерії; ці поняття нерозривно пов’язані, їх єдність проявляється в русі.
Уявлення про простір і час були сформульовані засновником класичної
механіки Ісааком Ньютоном (4.01.1643 – 31.3.1727) у його загальновідомій
праці «Математичні начала натуральної філософії» (1687 рік).
кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош
 Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного
університету цивільного захисту України, 2017 9
Таким чином, у теоретичній механіці розглядають:
– простір як абсолютно нерухомий, у всіх напрямках однорідний та
суцільний, тривимірний, усі вимірювання в якому відповідають законам
евклідової геометрії;
– час як універсальний, тобто протікає тільки в одному напрямку, в
усіх точках простору однаково та не залежить від швидкості руху тіл.
У релятивістській механіці, що базується на теорії відносності, видатний
учений ХХ століття Альберт Ейнштейн (14.3.1879 – 18.4.1955) довів, що
геометричні властивості фізичного простору й властивості часу нерозривно
поєднані з властивостями матерії, що рухається в просторі та часі. Але цей
взаємозв’язок особливо відчутно проявляється при великих швидкостях,
близьких до швидкості світла й (або) поблизу велетенських скупчень
речовини. При звичайних швидкостях (що трапляються, наприклад, у техніці)
та при русі не поблизу велетенських скупчень речовини (наприклад, у Земних
умовах) простір і час знаходяться у надзвичайно малій залежності від
властивостей матерії. Тому цією залежністю у теоретичній механіці
нехтують.
У Міжнародній системі одиниць СІ (від System International) для
вимірювання простору застосовують одиницю довжини – метр (м), а для часу
– секунду (сек). Також широко вживають похідні та позасистемні одиниці
вимірювання – сантиметр (см), міліметр (мм), кілометр (км), хвилина (хв),
година (год) та ін.
Механічна взаємодія між матеріальними тілами – це взаємодія з
намаганням змінити характер механічного руху кожного з розглядуваних тіл
(або змінити кінематичний стан кожного з цих тіл). В одних випадках
механічна взаємодія приводить до зміни характеру механічного руху, в інших
– ні.
Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.
 Кафедра будівельних конструкцій, 2017 10
Притягання або відштовхування намагнічених або наелектризованих тіл
також є прикладом механічної взаємодії.
Отже, матеріальне тіло може або рухатися певним чином, або
знаходитися в стані спокою, який є частковим випадком механічного руху.
2. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ СТАТИКИ
Статика – це розділ теоретичної механіки, в якому вивчають механічні
взаємодії між матеріальними тілами та умови рівноваги матеріальних тіл.
Під рівновагою будемо розуміти стан спокою тіла по відношенню до
інших матеріальних тіл. Стан спокою є поняттям відносним, тому що
нерухомість розглядуваного тіла завжди визначається відносно іншого тіла,
яке, своєю чергою, обов’язково певним чином рухається в просторі. Тіло бере
участь у складному русі разом із Землею – обертається навколо Земної осі,
обертається навколо Сонця і т. д. Отже, абсолютно нерухомих тіл у природі
не існує. Але на практиці в інженерних розрахунках рівновага розглядуваних
тіл по відношенню до Землі або до тіл, що жорстко пов’язані з Землею,
вважається умовно абсолютною.
Теоретична механіка розглядає та вивчає рух і взаємодію не реальних
фізичних тіл, а деяких ідеалізованих уявлень – моделей цих фізичних тіл.
Звісно, що будь-яка ідеалізація припустима доти, поки між моделлю й
реальним фізичним тілом відсутні суттєві розбіжності з точки зору
розглядуваної задачі.
Матеріальна точка – це матеріальне тіло, розмірами якого в умовах
розглядуваної конкретної задачі можна знехтувати.
Матеріальна точка має масу та здатність взаємодіяти з іншими
матеріальними тілами. Так, при вивченні рухів планет Сонячної системи
навколо Сонця їх вважають матеріальними точками, тому що розміри самих
планет знехтувані малі в порівнянні з розмірами їх орбіт.
кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош
 Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного
університету цивільного захисту України, 2017 11
Але, вивчаючи обертальний рух будь-якої зі згаданих планет навколо
своєї осі, приймати її за матеріальну точку неможливо. Тіло також можна
розглядати як матеріальну точку у разі, якщо всі точки цього тіла виконують
абсолютно однаковий рух: наприклад, будь-який вантаж при прямолінійному
переміщенні його на тросі підйомного крана можна розглядати як матеріальну
точку.
Механічна система (або система матеріальних точок) – це така
сукупність матеріальних точок, у якій положення і рух кожної точки залежать
від положення та руху всіх інших точок цієї системи. Очевидно, що
найпростішою механічною системою є відповідна сукупність двох
матеріальних точок.
З наведеного визначення можна зробити висновок, що будь-яке фізичне
тіло є механічною системою (або системою матеріальних точок). Окремим
випадком є абсолютно тверде тіло.
Абсолютно твердим тілом називається така механічна система,
віддаль між точками якої залишається сталою при дії на цю механічну систему
будь-якої системи сил.
Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.
 Кафедра будівельних конструкцій, 2017 12
Оскільки в класичній теоретичній механіці розглядають тільки
абсолютно тверді тіла, то надалі такі тіла називатимемо твердими тілами або
просто – тілами.
В дійсності всі тіла під зовнішнім силовим впливом змінюють свої
розміри та форму. Наприклад, стержень, виконаний з будь-якого матеріалу,
що застосовується на практиці (сталь, алюміній чи дерево), при розтягуванні
подовжується, а при стисненні – скорочується. Також змінює форму
залізобетонна балка перекриття, якщо на неї встановити технологічний
верстат – балка при цьому згинається. Але в багатьох випадках деформації тіл,
тобто зміни їх розмірів і форм, дуже малі, та ними в першому наближенні
можна знехтувати. Таким чином, поняття абсолютно твердого тіла є
ідеалізацією, необхідною для спрощення вивчення різних станів тіл. Вивчення
механіки абсолютно твердого тіла дає змогу перейти до вивчення механіки тіл,
що деформуються, до механіки рідин, газів і т.д. Так, після вивчення
теоретичної механіки в курсі опору матеріалів будуть досліджуватися
деформації тіл, які матимуть важливе значення та знехтувати якими
неможливо.
Тіла, які розглядаються в теоретичній механіці, можуть бути вільними
або невільними.
Вільне матеріальне тіло – тіло, рух якого в просторі не обмежений
іншими тілами.
Прикладами вільних матеріальних тіл є планети Сонячної системи, рух
яких по своїх траєкторіях визначається силами всесвітнього тяжіння. З
кінематичного ж погляду рухи планет не обмежуються ніякими іншими
тілами.
Невільне матеріальне тіло – це тіло, рух якого в просторі в одному або
декількох напрямках обмежений іншими тілами (або – це тіло, яке не належить
до вільних).
кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош
 Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного
університету цивільного захисту України, 2017 13
З невільними тілами ми зустрічаємося на кожному кроці: підручник, що
лежить на столі; верстат, що закріплений на фундаменті, тощо.
В’язь – це певне матеріальне тіло або інша фізична реалія, що обмежує
рух розглядуваного тіла. Наприклад, для підручника, що лежить на столі,
в’яззю є стіл.
Поняття в’язі також достатньо відносне: якщо
ситуацію з підручником на столі розглядати далі,
то для стола в’яззю є підлога, а стіл стає вже
невільним матеріальним тілом. Тому при
розв’язуванні конкретних задач необхідно чітко
розуміти та визначатися з тілами, які
приймаються до розглядання, та з відповідною
класифікацією цих тіл.
Тепер введемо важливе поняття сили, яке надзвичайно широко
використовується не тільки у теоретичній механіці, але й у всіх інших
інженерних науках.
Сила – це міра механічної взаємодії між матеріальними тілами, яка
характеризує (визначає) величину та напрям цієї взаємодії.
Наприклад, взаємодії планет Сонячної системи та Сонця вимірюються
(або визначаються) силами тяжіння; а взаємодія Землі та різних тіл на її
поверхні – силами тяжіння. Загостримо увагу на те, що при взаємодії реальних
тіл діючі сили можуть приводити не до зміни кінематичних станів цих тіл, а
до зміни форм і розмірів їх, тобто викликати деформації.
У теоретичній механіці розглядається та вивчається не фізична природа
діючих сил, а тільки їх механічна дія.
Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.
 Кафедра будівельних конструкцій, 2017 14
За спостереженнями, які багаторазово підтверджені практикою, сила є
векторною величиною, а її дія на тверде тіло однозначно визначається
(характеризується) трьома параметрами:
 чисельним значенням або величиною (модулем) сили;
 напрямком дії сили;
 точкою прикладання сили.
Фізична величина, що повністю визначається одним дійсним числом,
називається скалярною величиною або скаляром. Прикладами скалярних
величин є температура тіл, час, об’єм тощо; ці величини визначаються
додатним, від’ємним або рівним нулю числом.
Величина, яка, крім числового значення, характеризується певним
напрямом у просторі, називається векторною величиною або вектором.
Такими величинами є сила, швидкість, прискорення тощо. Вектор
позначається відрізком, на кінці якого ставиться стрілка – променем. Напрям
стрілки вказує напрям вектору, а довжина відрізка – величину (модуль)
вектору у вибраному масштабі.
кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош
 Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного
університету цивільного захисту України, 2017 15
Лінією дії сили називається пряма, яка проходить по променю, що
зображує діючу силу, необмежено в обидві сторони.
Модуль, або величина сили, є кількісною характеристикою міри
взаємодії тіл.
Діючі на матеріальні тіла сили є різноманітними за походженням і
сутністю. Тому в теоретичній механіці сили певним чином розподілені
(класифіковані) на різні групи залежно від їх загального характеру та
конкретного впливу на кінематичний стан розглядуваного тіла.
Сили, прикладені до тієї чи іншої механічної системи, розподіляють на
зовнішні та внутрішні.
Зовнішні сили – це сили, що діють на точки певної механічної системи
з боку матеріальних тіл (або точок), які не входять до складу розглядуваної
системи.
Внутрішні сили – це сили взаємодії між матеріальними тілами (або
точками) однієї й тієї самої механічної системи.
Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.
 Кафедра будівельних конструкцій, 2017 16
За способом прикладання до матеріальних тіл сили можуть бути
класифікованими на зосереджені та розподілені.
Зосереджена сила – це сила, що прикладена на досить обмеженій площі,
розмірами якої можна знехтувати; вважається, що кожна зосереджена сила
прикладена в одній точці. Поняття про зосереджену силу є ідеалізацією,
оскільки на практиці прикласти силу до матеріального тіла в одній точці
неможливо.
Розподілена сила – це сила, що не може бути віднесена до зосередженої;
розподілені сили в усіх інженерних науках називаються розподіленими
навантаженнями, які можуть бути розподіленими по довжині, поверхні чи
об’єму. Приклад: дія вітру на скло вікна – приклад розподіленого по поверхні
навантаження, власна сила ваги масивного бетонного фундаментного блоку –
приклад розподіленого по об’єму навантаження, тиск леза ковзанів на
поверхню льоду – приклад розподіленого по довжині навантаження.
Між невільним матеріальним тілом та в’яззю, що обмежує рух цього
тіла, виникає механічна взаємодія, мірою якої є сила, котрій надано окрему
(власну) назву, – реакція в’язі. Через це сили, прикладені до невільних
механічних систем, розподіляють (класифікують) на активні сили та реакції
в’язей.
Активна сила – це сила, яка спричиняє (або прагне спричинити) рух
матеріального тіла, до якого вона прикладена, та яка ніяк не залежить ні від
накладених на тіло в’язей, ні від дії інших сил.
Реакція в’язі (або реактивна сила, або сила реакції) – це сила, з якою
в’язь діє на розглядуване невільне тіло, обмежуючи рух його певних точок (або
рух усього тіла) в одному чи декількох напрямках, та яка залежить від дії
інших сил.
Тепер перейдемо від розгляду дії на матеріальне тіло тільки однієї сили
до розгляду дії декількох сил одночасно.
кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош
 Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного
університету цивільного захисту України, 2017 17
Системою сил називається сукупність сил, прикладених до одного
матеріального тіла.
Так само, як і окремі сили, системи сил також можуть бути
класифіковані за різними ознаками, а саме: з динамічної точки зору (за
механічною дією на матеріальне тіло, в результаті якої зазначене тіло
перебуває в тому чи іншому кінематичному стані) та з геометричної точки
зору (за розташуванням ліній дій сил системи в просторі).
Зрівноваженою системою сил називається така система сил, під дією
якої матеріальне тіло перебуває у стані спокою (у рівновазі) або виконує
поступальний прямолінійний рівномір ний рух. Про зрівноважену систему сил
говорять, що сумарна механічна дія її на тіло дорівнює нулеві.
Будь-яка система сил, що не належить до зрівноваженої, є
незрівноваженою системою сил (зрозуміло, що під дією незрівноваженої
системи сил тіло не перебуває у рівновазі та не рухається поступально
прямолінійно рівномірно).
Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.
 Кафедра будівельних конструкцій, 2017 18
З геометричної точки зору системи сил розподіляють на плоскі та
просторові.
Плоскою системою сил називається така система сил, лінії дій сил якої
належать одній площині.
Якщо лінії дій сил певної системи не належать одній площині, то
зазначена система сил є просторовою.
Як кожна плоска, так і кожна просторова система сил, своєю чергою,
може бути збіжною, паралельною або довільною.
Збіжною системою сил називається така система сил, лінії дій сил якої
перетинаються в одній точці.
Паралельною системою сил називається така система сил, лінії дій сил
якої паралельні одна одній.
Довільною система сил є тоді, коли вона не належить ні до збіжної, ні
до паралельної. Довільна система сил може містити в собі певну сукупність
сил, лінії дій яких перетинаються в одній точці, й іншу сукупність сил, лінії
дій яких паралельні одна одній; тобто з геометричної точки зору довільна
система сил є найбільш загальним випадком системи сил, а збіжну та
паралельну системи сил можна розглядати як часткові випадки довільної
системи сил.
Еквівалентні системи сил – це такі системи сил, під дією яких (кожної
окремо) матеріальне тіло знаходиться в однаковому кінематичному стані.
Одна сила, яка еквівалентна певній системі сил, називається
рівнодійною цієї системи.
3. АКСІОМИ СТАТИКИ
Уся механіка базується на деяких положеннях, які приймаються без
математичних доведень, бо вони є результатом узагальнення багаточисленних
дослідів і спостережень, які безліч разів були підтверджені практикою. Ці
кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош
 Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного
університету цивільного захисту України, 2017 19
положення називаються аксіомами та є загальною основою для висновків,
перетворень і доведень статики.
Аксіома 1 визначає найпростішу зрівноважену систему сил, але, звісно,
зрівноважена система сил може складатися і з більшої кількості сил.
Аксіома 1 виконується без будь-яких додаткових умов лише при дії
зазначених сил на абсолютно тверде тіло; у випадку дії таких двох сил на яке-
небудь, наприклад, пружне тіло рівноваги останнього може і не бути.
Аксіома 2. Дія даної системи сил на абсолютно тверде тіло не зміниться,
якщо до неї додати або від неї відкинути будь-яку зрівноважену систему сил.
Аксіома 2, наслідок з неї та отриманий висновок можуть
застосовуватися лише для сил, що діють на абсолютно тверде тіло.
Аксіома 3 (аксіома або правило паралелограма сил). Рівнодійна двох
сил, що прикладені в одній точці, прикладена в тій же точці та визначається за
величиною і напрямком діагоналлю паралелограма, побудованого на цих
силах як на сторонах.
Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.
 Кафедра будівельних конструкцій, 2017 20
кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош
 Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного
університету цивільного захисту України, 2017 21
Аксіома 3 може застосовуватися у будь-яких випадках (і в разі дії сил на
не абсолютно тверде тіло).
Аксіоми 2 та 3 надають можливість у разі необхідності переходити від
якоїсь певної системи сил до іншої системи, їй еквівалентної.
Аксіома 4 (аксіома рівності дії та протидії). Усякій механічній дії
відповідає рівна їй за величиною та протилежна за напрямком протидія.
Аксіома рівності дії та протидії сформульована І. Ньютоном та відома
як один із основних законів класичної механіки, який, беззаперечно, свідчить
про те, що в природі не існує (і не може існувати) односторонньої дії.
Аксіома 5 (принцип звільнення від в’язей). Усяке невільне тіло умовно
можна розглядати як вільне, якщо до діючих на тіло активних сил додати
(приєднати) реакції умовно відкинутих в’язей.
Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.
 Кафедра будівельних конструкцій, 2017 22
Застосування цієї аксіоми в статиці дозволяє вивчати та розглядати
рівновагу всіх невільних тіл, умовно вважаючи їх вільними.
Аксіома 6 (принцип про твердіння). Якщо не абсолютно тверде тіло
(тіло, що деформується) перебуває в стані рівноваги, то його рівновага не
порушиться, коли воно затвердне.
Твердіння, про яке йдеться в аксіомі, не треба розуміти як фізичний
процес, схожий, наприклад, на процес замерзання. «Твердіння» є лише
формою вислову, його треба розглядати як процес накладання додаткових
в’язей, що перетворюють не абсолютно тверде тіло (у ширшому розумінні –
змінну механічну систему) в абсолютно тверде тіло (незмінну механічну
систему). Наприклад, рівновага ланцюга не порушиться, якщо його ланки
приварити одна до одної.
Принцип про твердіння широко застосовують в інженерних
розрахунках. Він дає змогу, наприклад, при складанні рівнянь рівноваги тіла,
що деформується (паса, троса, ланцюга тощо), або будь-якої змінної
конструкції розглядати їх як абсолютно тверді тіла та застосовувати до них
кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош
 Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного
університету цивільного захисту України, 2017 23
методи статики твердого тіла; потім складають додаткові рівняння, що
враховують або умови рівноваги окремих частин конструкції, або деформації
тіл (так задачі, де враховують деформації розглядуваних тіл, розв’язують у
курсі опору матеріалів).
ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1. Дайте визначення теоретичної механіки.
2. Що таке механічний рух?
3. На яких уявленнях про простір базується теоретична механіка?
4. На яких уявленнях про час базується теоретична механіка?
5. Які одиниці вимірювання просторових параметрів у Міжнародній
системі одиниць СІ?
6. Які одиниці вимірювання часу в Міжнародній системі одиниць СІ?
7. Що таке механічна взаємодія між матеріальними тілами?
8. Що таке статика?
9. Що таке рівновага матеріального тіла?
10. Що таке матеріальна точка?
11. Як називається матеріальне тіло, розмірами якого в умовах
розглядуваної конкретної задачі можна знехтувати?
12. Що таке механічна система?
13. Що таке система матеріальних точок?
14. Яке тіло називається абсолютно твердим?
15. Як називається певна механічна система, віддаль між точками
котрої залишається сталою при дії на цю механічну систему будь-якої системи
сил?
16. Яке тіло називається вільним?
17. Як називається тіло, рух котрого в просторі не обмежений ніякими
іншими тілами?
18. Яке тіло називається невільним?
19. Як називається тіло, рух котрого в просторі обмежений якимись
іншими тілами?
20. Що таке в’язь?
21. Як називається певне матеріальне тіло (або інша фізична реалія),
що обмежує рух якого-небудь іншого тіла?
22. Що таке сила?
23. Що є мірою механічної взаємодії між матеріальними тілами?
24. Сила є величиною векторною чи скалярною?
25. Що характеризує (або визначає) сила?
26. Скількома параметрами характеризується сила?
27. Якими параметрами характеризується сила?
Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.
 Кафедра будівельних конструкцій, 2017 24
28. Що таке лінія дії сили?
29. Що таке модуль сили?
30. Які одиниці вимірювання сили у Міжнародній системі одиниць
СІ?
31. Яка сила називається зовнішньою?
32. Яка сила називається внутрішньою?
33. Як розподіляють сили за способом прикладання?
34. Яка сила називається зосередженою?
35. Яка сила називається розподіленою?
36. Яким терміном зазвичай називаються розподілені сили?
37. Які існують види розподілених навантажень?
38. Яка фізична величина є мірою механічної взаємодії між певним
матеріальним тілом та в’яззю, що обмежує рух цього тіла?
39. Що таке реакція в’язі?
40. Як називається сила, що змушує певне матеріальне тіло рухатися?
41. Як називається сила, що перешкоджає рухові певного
матеріального тіла?
42. Що таке система сил?
43. Що утворює певна сукупність сил, яка прикладена до одного
матеріального тіла?
44. Як називається певна сукупність сил, що прикладена до одного
матеріального тіла?
45. Як розподіляються системи сил з геометричної точки зору?
46. Скільки існує видів систем сил з геометричної точки зору?
47. Як розподіляються системи сил з динамічної точки зору?
48. Яка система сил є зрівноваженою?
49. Чи може бути плоска паралельна система сил зрівноваженою?
50. Чи може бути просторова збіжна система сил незрівноваженою?
51. Чи може бути плоска система сил просторовою?
52. Яка система сил є незрівноваженою?
53. Сформулюйте аксіому №1.
54. Коли дві сили утворюють зрівноважену систему сил?
55. Сформулюйте аксіому №2.
56. Сформулюйте аксіому №3.
57. Сформулюйте аксіому №4.
58. Сформулюйте аксіому №5.
59. У якому разі невільне матеріальне тіло умовно можна розглядати
як вільне?

Contenu connexe

Tendances

Циліндр.конус.куля
Циліндр.конус.куляЦиліндр.конус.куля
Циліндр.конус.куляAnnaTimohovich
 
Антидопінговий контроль в спорті
Антидопінговий контроль в спортіАнтидопінговий контроль в спорті
Антидопінговий контроль в спортіNADC
 
Лінзи. Отримання зображень за допомогою лінзи та системи лінз
Лінзи. Отримання зображень за допомогою лінзи та системи лінзЛінзи. Отримання зображень за допомогою лінзи та системи лінз
Лінзи. Отримання зображень за допомогою лінзи та системи лінзe-ranok e-ranok
 
збірник контрольні роботи з біології
збірник контрольні роботи з біологіїзбірник контрольні роботи з біології
збірник контрольні роботи з біологіїНаталья Полищук
 
Органи виділення тварин
Органи виділення тваринОргани виділення тварин
Органи виділення тваринNazarBaraban
 
Властивості газу. Ідеальний газ. Тиск газу. Абсолютна температура.
Властивості газу. Ідеальний газ. Тиск газу. Абсолютна температура.Властивості газу. Ідеальний газ. Тиск газу. Абсолютна температура.
Властивості газу. Ідеальний газ. Тиск газу. Абсолютна температура.ymcmb_ua
 
збірник завдань геометрія 7 клас мерзляк
збірник завдань геометрія 7 клас мерзлякзбірник завдань геометрія 7 клас мерзляк
збірник завдань геометрія 7 клас мерзлякjkmuffgrhdcv
 
Курсова робота (Прудська Аня, 143 гр.)
Курсова робота (Прудська Аня, 143 гр.)Курсова робота (Прудська Аня, 143 гр.)
Курсова робота (Прудська Аня, 143 гр.)Muzpck
 
Будова сенсорних систем
Будова сенсорних системБудова сенсорних систем
Будова сенсорних системlabinskiir-33
 
Biologia 8-klas-zadorozhnyi-2021-poglyblene
Biologia 8-klas-zadorozhnyi-2021-poglybleneBiologia 8-klas-zadorozhnyi-2021-poglyblene
Biologia 8-klas-zadorozhnyi-2021-poglyblenekreidaros1
 
Опрацювання об’єктів мультимедіа
Опрацювання об’єктів мультимедіаОпрацювання об’єктів мультимедіа
Опрацювання об’єктів мультимедіаVladimir Khalabuzar
 
Види симетрії
Види симетріїВиди симетрії
Види симетріїnvkeleseevka1
 
Тем №6-7 Аускультація легень. Основні синдроми при патології легень.pptx
Тем №6-7 Аускультація легень. Основні синдроми при патології легень.pptxТем №6-7 Аускультація легень. Основні синдроми при патології легень.pptx
Тем №6-7 Аускультація легень. Основні синдроми при патології легень.pptxСергей Николаевич
 
Алгебра 7 клас. Збірник завдань для самостійних та контрольних робіт
Алгебра 7 клас. Збірник завдань для самостійних та контрольних робітАлгебра 7 клас. Збірник завдань для самостійних та контрольних робіт
Алгебра 7 клас. Збірник завдань для самостійних та контрольних робітСергій Ільчишин
 
числові послідовності
числові послідовностічислові послідовності
числові послідовностіTetyana Andrikevych
 
дії електричного струму
дії електричного струмудії електричного струму
дії електричного струмуSvetlana Sovgira
 
Презентація: Переміщення та його властивості
Презентація: Переміщення та його властивостіПрезентація: Переміщення та його властивості
Презентація: Переміщення та його властивостіsveta7940
 

Tendances (20)

Циліндр.конус.куля
Циліндр.конус.куляЦиліндр.конус.куля
Циліндр.конус.куля
 
Антидопінговий контроль в спорті
Антидопінговий контроль в спортіАнтидопінговий контроль в спорті
Антидопінговий контроль в спорті
 
Лінзи. Отримання зображень за допомогою лінзи та системи лінз
Лінзи. Отримання зображень за допомогою лінзи та системи лінзЛінзи. Отримання зображень за допомогою лінзи та системи лінз
Лінзи. Отримання зображень за допомогою лінзи та системи лінз
 
збірник контрольні роботи з біології
збірник контрольні роботи з біологіїзбірник контрольні роботи з біології
збірник контрольні роботи з біології
 
Дифракція світла
Дифракція світлаДифракція світла
Дифракція світла
 
Органи виділення тварин
Органи виділення тваринОргани виділення тварин
Органи виділення тварин
 
Властивості газу. Ідеальний газ. Тиск газу. Абсолютна температура.
Властивості газу. Ідеальний газ. Тиск газу. Абсолютна температура.Властивості газу. Ідеальний газ. Тиск газу. Абсолютна температура.
Властивості газу. Ідеальний газ. Тиск газу. Абсолютна температура.
 
збірник завдань геометрія 7 клас мерзляк
збірник завдань геометрія 7 клас мерзлякзбірник завдань геометрія 7 клас мерзляк
збірник завдань геометрія 7 клас мерзляк
 
Курсова робота (Прудська Аня, 143 гр.)
Курсова робота (Прудська Аня, 143 гр.)Курсова робота (Прудська Аня, 143 гр.)
Курсова робота (Прудська Аня, 143 гр.)
 
топо. карта
топо. картатопо. карта
топо. карта
 
Будова сенсорних систем
Будова сенсорних системБудова сенсорних систем
Будова сенсорних систем
 
Biologia 8-klas-zadorozhnyi-2021-poglyblene
Biologia 8-klas-zadorozhnyi-2021-poglybleneBiologia 8-klas-zadorozhnyi-2021-poglyblene
Biologia 8-klas-zadorozhnyi-2021-poglyblene
 
Опрацювання об’єктів мультимедіа
Опрацювання об’єктів мультимедіаОпрацювання об’єктів мультимедіа
Опрацювання об’єктів мультимедіа
 
Види симетрії
Види симетріїВиди симетрії
Види симетрії
 
Тем №6-7 Аускультація легень. Основні синдроми при патології легень.pptx
Тем №6-7 Аускультація легень. Основні синдроми при патології легень.pptxТем №6-7 Аускультація легень. Основні синдроми при патології легень.pptx
Тем №6-7 Аускультація легень. Основні синдроми при патології легень.pptx
 
Алгебра 7 клас. Збірник завдань для самостійних та контрольних робіт
Алгебра 7 клас. Збірник завдань для самостійних та контрольних робітАлгебра 7 клас. Збірник завдань для самостійних та контрольних робіт
Алгебра 7 клас. Збірник завдань для самостійних та контрольних робіт
 
числові послідовності
числові послідовностічислові послідовності
числові послідовності
 
дії електричного струму
дії електричного струмудії електричного струму
дії електричного струму
 
Презентація: Переміщення та його властивості
Презентація: Переміщення та його властивостіПрезентація: Переміщення та його властивості
Презентація: Переміщення та його властивості
 
Будова і функції нервової системи
Будова і функції нервової системиБудова і функції нервової системи
Будова і функції нервової системи
 

Similaire à л1 статика 2017

Lektsia kinematika
Lektsia kinematikaLektsia kinematika
Lektsia kinematikatodorov96
 
8 физ коршак_ляшенко_2008_укр
8 физ коршак_ляшенко_2008_укр8 физ коршак_ляшенко_2008_укр
8 физ коршак_ляшенко_2008_укрAira_Roo
 
002 механічний рух
002 механічний рух002 механічний рух
002 механічний рухNina Beljaewa
 
10 f g_u
10 f g_u10 f g_u
10 f g_u4book
 
10 физ гендельштейн_ненашев_2010_укр
10 физ гендельштейн_ненашев_2010_укр10 физ гендельштейн_ненашев_2010_укр
10 физ гендельштейн_ненашев_2010_укрAira_Roo
 
10 f g_u
10 f g_u10 f g_u
10 f g_uUA1011
 
механічна взаємодія тіл у моїй професії
механічна взаємодія тіл у моїй професіїмеханічна взаємодія тіл у моїй професії
механічна взаємодія тіл у моїй професіїsvetlana snezhka
 
Osnovi dinamiki postupalnogo ruhu
Osnovi dinamiki postupalnogo ruhuOsnovi dinamiki postupalnogo ruhu
Osnovi dinamiki postupalnogo ruhuIlona Bacurovska
 
Презентація "Математика у фізиці"
Презентація "Математика у фізиці"Презентація "Математика у фізиці"
Презентація "Математика у фізиці"tomakiiba
 
Kinematika ruhu materialnoi tochki
Kinematika ruhu materialnoi tochkiKinematika ruhu materialnoi tochki
Kinematika ruhu materialnoi tochkiIlona Bacurovska
 
Kinematika ruhu materialnoyi toshki
Kinematika ruhu materialnoyi toshkiKinematika ruhu materialnoyi toshki
Kinematika ruhu materialnoyi toshkiIlona Bacurovska
 
Mult kypc lekcij_ch1
Mult kypc lekcij_ch1Mult kypc lekcij_ch1
Mult kypc lekcij_ch1Denis Stupak
 

Similaire à л1 статика 2017 (20)

Lektsia kinematika
Lektsia kinematikaLektsia kinematika
Lektsia kinematika
 
1.pptx
1.pptx1.pptx
1.pptx
 
1
11
1
 
1
11
1
 
1
11
1
 
8 физ коршак_ляшенко_2008_укр
8 физ коршак_ляшенко_2008_укр8 физ коршак_ляшенко_2008_укр
8 физ коршак_ляшенко_2008_укр
 
002 механічний рух
002 механічний рух002 механічний рух
002 механічний рух
 
10
1010
10
 
10 f g_u
10 f g_u10 f g_u
10 f g_u
 
verg4egf
verg4egfverg4egf
verg4egf
 
10 физ гендельштейн_ненашев_2010_укр
10 физ гендельштейн_ненашев_2010_укр10 физ гендельштейн_ненашев_2010_укр
10 физ гендельштейн_ненашев_2010_укр
 
10 f g_u
10 f g_u10 f g_u
10 f g_u
 
механічна взаємодія тіл у моїй професії
механічна взаємодія тіл у моїй професіїмеханічна взаємодія тіл у моїй професії
механічна взаємодія тіл у моїй професії
 
Osnovi dinamiki postupalnogo ruhu
Osnovi dinamiki postupalnogo ruhuOsnovi dinamiki postupalnogo ruhu
Osnovi dinamiki postupalnogo ruhu
 
Презентація "Математика у фізиці"
Презентація "Математика у фізиці"Презентація "Математика у фізиці"
Презентація "Математика у фізиці"
 
Fiz 2015
Fiz 2015Fiz 2015
Fiz 2015
 
Kinematika ruhu materialnoi tochki
Kinematika ruhu materialnoi tochkiKinematika ruhu materialnoi tochki
Kinematika ruhu materialnoi tochki
 
Lecture 1 1st
Lecture 1 1stLecture 1 1st
Lecture 1 1st
 
Kinematika ruhu materialnoyi toshki
Kinematika ruhu materialnoyi toshkiKinematika ruhu materialnoyi toshki
Kinematika ruhu materialnoyi toshki
 
Mult kypc lekcij_ch1
Mult kypc lekcij_ch1Mult kypc lekcij_ch1
Mult kypc lekcij_ch1
 

Plus de Denis Stupak

л3 статика 2017
л3 статика 2017л3 статика 2017
л3 статика 2017Denis Stupak
 
л3 статика 2017
л3 статика 2017л3 статика 2017
л3 статика 2017Denis Stupak
 
л2 статика 2017
л2 статика 2017л2 статика 2017
л2 статика 2017Denis Stupak
 
Handbook 2016 (до друку) 1 3
Handbook 2016 (до друку) 1 3Handbook 2016 (до друку) 1 3
Handbook 2016 (до друку) 1 3Denis Stupak
 
Zayava stupak 17_09_2016
Zayava stupak 17_09_2016Zayava stupak 17_09_2016
Zayava stupak 17_09_2016Denis Stupak
 
005 єврокоди
005 єврокоди005 єврокоди
005 єврокодиDenis Stupak
 
лекція 4 єврокоди_2016
лекція 4 єврокоди_2016лекція 4 єврокоди_2016
лекція 4 єврокоди_2016Denis Stupak
 
06 02 презентация
06 02 презентация06 02 презентация
06 02 презентацияDenis Stupak
 
04 03 ткаченко
04 03 ткаченко04 03 ткаченко
04 03 ткаченкоDenis Stupak
 
04 03 ткаченко
04 03 ткаченко04 03 ткаченко
04 03 ткаченкоDenis Stupak
 
003 класифік констр_част_2_2016
003 класифік констр_част_2_2016003 класифік констр_част_2_2016
003 класифік констр_част_2_2016Denis Stupak
 
лекція 3 арх-констр_елементи_2016
лекція 3 арх-констр_елементи_2016лекція 3 арх-констр_елементи_2016
лекція 3 арх-констр_елементи_2016Denis Stupak
 
004 класифік констр_част_1_2016
004 класифік констр_част_1_2016004 класифік констр_част_1_2016
004 класифік констр_част_1_2016Denis Stupak
 
лекція 2 арх-констр_елементи_2016
лекція 2 арх-констр_елементи_2016лекція 2 арх-констр_елементи_2016
лекція 2 арх-констр_елементи_2016Denis Stupak
 
лекція 1 металеві_конструкції_2016
лекція 1 металеві_конструкції_2016лекція 1 металеві_конструкції_2016
лекція 1 металеві_конструкції_2016Denis Stupak
 
04 01 аварії_презентація
04 01 аварії_презентація04 01 аварії_презентація
04 01 аварії_презентаціяDenis Stupak
 

Plus de Denis Stupak (20)

л3 статика 2017
л3 статика 2017л3 статика 2017
л3 статика 2017
 
л3 статика 2017
л3 статика 2017л3 статика 2017
л3 статика 2017
 
л2 статика 2017
л2 статика 2017л2 статика 2017
л2 статика 2017
 
дсту
дстудсту
дсту
 
наказ 155
наказ 155наказ 155
наказ 155
 
Handbook 2016 (до друку) 1 3
Handbook 2016 (до друку) 1 3Handbook 2016 (до друку) 1 3
Handbook 2016 (до друку) 1 3
 
Zayava stupak 17_09_2016
Zayava stupak 17_09_2016Zayava stupak 17_09_2016
Zayava stupak 17_09_2016
 
005 єврокоди
005 єврокоди005 єврокоди
005 єврокоди
 
лекція 4 єврокоди_2016
лекція 4 єврокоди_2016лекція 4 єврокоди_2016
лекція 4 єврокоди_2016
 
06 02 презентация
06 02 презентация06 02 презентация
06 02 презентация
 
04 03 ткаченко
04 03 ткаченко04 03 ткаченко
04 03 ткаченко
 
04 03 ткаченко
04 03 ткаченко04 03 ткаченко
04 03 ткаченко
 
003 класифік констр_част_2_2016
003 класифік констр_част_2_2016003 класифік констр_част_2_2016
003 класифік констр_част_2_2016
 
лекція 3 арх-констр_елементи_2016
лекція 3 арх-констр_елементи_2016лекція 3 арх-констр_елементи_2016
лекція 3 арх-констр_елементи_2016
 
004 класифік констр_част_1_2016
004 класифік констр_част_1_2016004 класифік констр_част_1_2016
004 класифік констр_част_1_2016
 
лекція 2 арх-констр_елементи_2016
лекція 2 арх-констр_елементи_2016лекція 2 арх-констр_елементи_2016
лекція 2 арх-констр_елементи_2016
 
лекція 1 металеві_конструкції_2016
лекція 1 металеві_конструкції_2016лекція 1 металеві_конструкції_2016
лекція 1 металеві_конструкції_2016
 
тема 13
тема 13тема 13
тема 13
 
04 01 аварії_презентація
04 01 аварії_презентація04 01 аварії_презентація
04 01 аварії_презентація
 
04 01 pichugin
04 01 pichugin04 01 pichugin
04 01 pichugin
 

Dernier

Проєкт «ІТ.UA: народжені в Україні». Єгор Анчишкін
Проєкт «ІТ.UA: народжені в Україні». Єгор Анчишкін Проєкт «ІТ.UA: народжені в Україні». Єгор Анчишкін
Проєкт «ІТ.UA: народжені в Україні». Єгор Анчишкін НБУ для дітей
 
Черкаський художньо-технічний коледж оголошує про день відкритих дверей
Черкаський художньо-технічний коледж оголошує про день відкритих дверейЧеркаський художньо-технічний коледж оголошує про день відкритих дверей
Черкаський художньо-технічний коледж оголошує про день відкритих дверейvitaliyinformatik
 
Роберт Шеклі. Біографія письменника-фантаста
Роберт Шеклі. Біографія письменника-фантастаРоберт Шеклі. Біографія письменника-фантаста
Роберт Шеклі. Біографія письменника-фантастаAdriana Himinets
 
Знайомтесь: книжкові бестселери: інформаційна книжкова візитка. Рекомендаційн...
Знайомтесь: книжкові бестселери: інформаційна книжкова візитка. Рекомендаційн...Знайомтесь: книжкові бестселери: інформаційна книжкова візитка. Рекомендаційн...
Знайомтесь: книжкові бестселери: інформаційна книжкова візитка. Рекомендаційн...Чернівецька обласна бібліотека для дітей
 
КНИЖКА ВЧИТЬ ЯК НА СВІТІ ЖИТЬ ЛІТОПИСИ.ppt
КНИЖКА ВЧИТЬ ЯК НА СВІТІ ЖИТЬ ЛІТОПИСИ.pptКНИЖКА ВЧИТЬ ЯК НА СВІТІ ЖИТЬ ЛІТОПИСИ.ppt
КНИЖКА ВЧИТЬ ЯК НА СВІТІ ЖИТЬ ЛІТОПИСИ.pptТаисия Папенчук
 

Dernier (8)

17.04.2024.2.docx17.04.2024.2.docx17.04.2024.2.docx
17.04.2024.2.docx17.04.2024.2.docx17.04.2024.2.docx17.04.2024.2.docx17.04.2024.2.docx17.04.2024.2.docx
17.04.2024.2.docx17.04.2024.2.docx17.04.2024.2.docx
 
Проєкт «ІТ.UA: народжені в Україні». Єгор Анчишкін
Проєкт «ІТ.UA: народжені в Україні». Єгор Анчишкін Проєкт «ІТ.UA: народжені в Україні». Єгор Анчишкін
Проєкт «ІТ.UA: народжені в Україні». Єгор Анчишкін
 
17.04.2024.1.docx17.04.2024.1.docx17.04.2024.1.docx
17.04.2024.1.docx17.04.2024.1.docx17.04.2024.1.docx17.04.2024.1.docx17.04.2024.1.docx17.04.2024.1.docx
17.04.2024.1.docx17.04.2024.1.docx17.04.2024.1.docx
 
205 років драми І. Котляревського «Наталка Полтавка» (1819)
205 років драми І. Котляревського «Наталка Полтавка» (1819)205 років драми І. Котляревського «Наталка Полтавка» (1819)
205 років драми І. Котляревського «Наталка Полтавка» (1819)
 
Черкаський художньо-технічний коледж оголошує про день відкритих дверей
Черкаський художньо-технічний коледж оголошує про день відкритих дверейЧеркаський художньо-технічний коледж оголошує про день відкритих дверей
Черкаський художньо-технічний коледж оголошує про день відкритих дверей
 
Роберт Шеклі. Біографія письменника-фантаста
Роберт Шеклі. Біографія письменника-фантастаРоберт Шеклі. Біографія письменника-фантаста
Роберт Шеклі. Біографія письменника-фантаста
 
Знайомтесь: книжкові бестселери: інформаційна книжкова візитка. Рекомендаційн...
Знайомтесь: книжкові бестселери: інформаційна книжкова візитка. Рекомендаційн...Знайомтесь: книжкові бестселери: інформаційна книжкова візитка. Рекомендаційн...
Знайомтесь: книжкові бестселери: інформаційна книжкова візитка. Рекомендаційн...
 
КНИЖКА ВЧИТЬ ЯК НА СВІТІ ЖИТЬ ЛІТОПИСИ.ppt
КНИЖКА ВЧИТЬ ЯК НА СВІТІ ЖИТЬ ЛІТОПИСИ.pptКНИЖКА ВЧИТЬ ЯК НА СВІТІ ЖИТЬ ЛІТОПИСИ.ppt
КНИЖКА ВЧИТЬ ЯК НА СВІТІ ЖИТЬ ЛІТОПИСИ.ppt
 

л1 статика 2017

  • 1. Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.  Кафедра будівельних конструкцій, 2017 6 ЛЕКЦІЯ 1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА АКСІОМИ СТАТИКИ. 1. Вступ до теоретичної механіки. 2. Основні поняття та визначення статики. 3. Аксіоми статики. 1. ВСТУП ДО ТЕОРЕТИЧНОЇ МЕХАНІКИ Механіка є однією з найстародавніших наук (існує навіть така суперечка між деякими математиками та механіками: яка з наук виникла першою?). Математики, звісно, вважають що математика. На що механіки заперечують: «Ні, механіка! А математика виникла лише як апарат, необхідний для розв’язування механічних задач». МЕХАНІКА [походить від грецького слова, що в перекладі означає мистецтво будування машин (за іншими джерелами – хитрість, хитрування)] – наука, що вивчає механічний рух твердих, рідинних та газоподібних матеріальних тіл і взаємодії між ними. В основу класичної механіки покладені закони Ньютона. Закони механіки використовуються для розрахунків машин, механізмів, будівельних споруд, транспортних засобів (у т. ч. літаків і ракет), рухів різноманітних космічних тіл і т. п. Методами механіки вивчається рух будь-яких матеріальних тіл (за винятком мікрочастинок), що рухаються зі швидкостями, малими у порівнянні зі швидкістю світла. Залежно від того, рух яких об’єктів розглядається, розподіляють: механіку матеріальної точки та системи матеріальних точок, механіку твердого тіла, механіку суцільного та сипучого середовищ, механіку тіл змінної маси, механіку ґрунтів і т. д. Рухи тіл із швидкостями, близькими до
  • 2. кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош  Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, 2017 7 швидкості світла, та рухи в сильних гравітаційних полях розглядаються у релятивістській механіці, а рухи мікрочастинок – у квантовій механіці. Теоретична механіка – це наука про найбільш загальні закони механічного руху матеріальних тіл і механічні взаємодії між матеріальними тілами. Іншу частину механіки становлять різні загальні та спеціальні технічні науки, що присвячені проектуванню й розрахунку усіляких конкретних будівель, споруд, двигунів, механізмів і машин або їх частин (деталей). Але всі ці науки базуються на законах та методах теоретичної механіки. Теоретична механіка належить до класу природничих наук (тобто до наук про природу), які вивчають різноманітні властивості матерії та різні форми її існування, і має справу з однією з форм існування матерії – речовиною. З речовини складаються всі фізичні тіла, їх молекули, атоми та суб’ядерні частинки (протони, нейтрони, електрони, фотони, нейтрино й ін.).
  • 3. Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.  Кафедра будівельних конструкцій, 2017 8 Матеріальним тілом у розглядуваному курсі будемо називати фізичне тіло певних геометричних розмірів і форми, що складається з певної кількості речовини і має певну масу спокою. Механічним рухом матеріального тіла називається процес переходу розглядуваного тіла з одного положення в просторі в інше певним способом у певній залежності від часу. Механічний рух є найпростішою формою руху матерії. Рух у більш загальному значенні – це не тільки зміна положення матеріальних тіл, але й всіляка зміна живих організмів чи істот, суспільно-економічних формацій та ін. Як випливає з наведеного раніше визначення, всякий механічний рух відбувається в просторі та в часі. Простір і час є формами існування (буття) матерії; ці поняття нерозривно пов’язані, їх єдність проявляється в русі. Уявлення про простір і час були сформульовані засновником класичної механіки Ісааком Ньютоном (4.01.1643 – 31.3.1727) у його загальновідомій праці «Математичні начала натуральної філософії» (1687 рік).
  • 4. кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош  Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, 2017 9 Таким чином, у теоретичній механіці розглядають: – простір як абсолютно нерухомий, у всіх напрямках однорідний та суцільний, тривимірний, усі вимірювання в якому відповідають законам евклідової геометрії; – час як універсальний, тобто протікає тільки в одному напрямку, в усіх точках простору однаково та не залежить від швидкості руху тіл. У релятивістській механіці, що базується на теорії відносності, видатний учений ХХ століття Альберт Ейнштейн (14.3.1879 – 18.4.1955) довів, що геометричні властивості фізичного простору й властивості часу нерозривно поєднані з властивостями матерії, що рухається в просторі та часі. Але цей взаємозв’язок особливо відчутно проявляється при великих швидкостях, близьких до швидкості світла й (або) поблизу велетенських скупчень речовини. При звичайних швидкостях (що трапляються, наприклад, у техніці) та при русі не поблизу велетенських скупчень речовини (наприклад, у Земних умовах) простір і час знаходяться у надзвичайно малій залежності від властивостей матерії. Тому цією залежністю у теоретичній механіці нехтують. У Міжнародній системі одиниць СІ (від System International) для вимірювання простору застосовують одиницю довжини – метр (м), а для часу – секунду (сек). Також широко вживають похідні та позасистемні одиниці вимірювання – сантиметр (см), міліметр (мм), кілометр (км), хвилина (хв), година (год) та ін. Механічна взаємодія між матеріальними тілами – це взаємодія з намаганням змінити характер механічного руху кожного з розглядуваних тіл (або змінити кінематичний стан кожного з цих тіл). В одних випадках механічна взаємодія приводить до зміни характеру механічного руху, в інших – ні.
  • 5. Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.  Кафедра будівельних конструкцій, 2017 10 Притягання або відштовхування намагнічених або наелектризованих тіл також є прикладом механічної взаємодії. Отже, матеріальне тіло може або рухатися певним чином, або знаходитися в стані спокою, який є частковим випадком механічного руху. 2. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ СТАТИКИ Статика – це розділ теоретичної механіки, в якому вивчають механічні взаємодії між матеріальними тілами та умови рівноваги матеріальних тіл. Під рівновагою будемо розуміти стан спокою тіла по відношенню до інших матеріальних тіл. Стан спокою є поняттям відносним, тому що нерухомість розглядуваного тіла завжди визначається відносно іншого тіла, яке, своєю чергою, обов’язково певним чином рухається в просторі. Тіло бере участь у складному русі разом із Землею – обертається навколо Земної осі, обертається навколо Сонця і т. д. Отже, абсолютно нерухомих тіл у природі не існує. Але на практиці в інженерних розрахунках рівновага розглядуваних тіл по відношенню до Землі або до тіл, що жорстко пов’язані з Землею, вважається умовно абсолютною. Теоретична механіка розглядає та вивчає рух і взаємодію не реальних фізичних тіл, а деяких ідеалізованих уявлень – моделей цих фізичних тіл. Звісно, що будь-яка ідеалізація припустима доти, поки між моделлю й реальним фізичним тілом відсутні суттєві розбіжності з точки зору розглядуваної задачі. Матеріальна точка – це матеріальне тіло, розмірами якого в умовах розглядуваної конкретної задачі можна знехтувати. Матеріальна точка має масу та здатність взаємодіяти з іншими матеріальними тілами. Так, при вивченні рухів планет Сонячної системи навколо Сонця їх вважають матеріальними точками, тому що розміри самих планет знехтувані малі в порівнянні з розмірами їх орбіт.
  • 6. кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош  Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, 2017 11 Але, вивчаючи обертальний рух будь-якої зі згаданих планет навколо своєї осі, приймати її за матеріальну точку неможливо. Тіло також можна розглядати як матеріальну точку у разі, якщо всі точки цього тіла виконують абсолютно однаковий рух: наприклад, будь-який вантаж при прямолінійному переміщенні його на тросі підйомного крана можна розглядати як матеріальну точку. Механічна система (або система матеріальних точок) – це така сукупність матеріальних точок, у якій положення і рух кожної точки залежать від положення та руху всіх інших точок цієї системи. Очевидно, що найпростішою механічною системою є відповідна сукупність двох матеріальних точок. З наведеного визначення можна зробити висновок, що будь-яке фізичне тіло є механічною системою (або системою матеріальних точок). Окремим випадком є абсолютно тверде тіло. Абсолютно твердим тілом називається така механічна система, віддаль між точками якої залишається сталою при дії на цю механічну систему будь-якої системи сил.
  • 7. Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.  Кафедра будівельних конструкцій, 2017 12 Оскільки в класичній теоретичній механіці розглядають тільки абсолютно тверді тіла, то надалі такі тіла називатимемо твердими тілами або просто – тілами. В дійсності всі тіла під зовнішнім силовим впливом змінюють свої розміри та форму. Наприклад, стержень, виконаний з будь-якого матеріалу, що застосовується на практиці (сталь, алюміній чи дерево), при розтягуванні подовжується, а при стисненні – скорочується. Також змінює форму залізобетонна балка перекриття, якщо на неї встановити технологічний верстат – балка при цьому згинається. Але в багатьох випадках деформації тіл, тобто зміни їх розмірів і форм, дуже малі, та ними в першому наближенні можна знехтувати. Таким чином, поняття абсолютно твердого тіла є ідеалізацією, необхідною для спрощення вивчення різних станів тіл. Вивчення механіки абсолютно твердого тіла дає змогу перейти до вивчення механіки тіл, що деформуються, до механіки рідин, газів і т.д. Так, після вивчення теоретичної механіки в курсі опору матеріалів будуть досліджуватися деформації тіл, які матимуть важливе значення та знехтувати якими неможливо. Тіла, які розглядаються в теоретичній механіці, можуть бути вільними або невільними. Вільне матеріальне тіло – тіло, рух якого в просторі не обмежений іншими тілами. Прикладами вільних матеріальних тіл є планети Сонячної системи, рух яких по своїх траєкторіях визначається силами всесвітнього тяжіння. З кінематичного ж погляду рухи планет не обмежуються ніякими іншими тілами. Невільне матеріальне тіло – це тіло, рух якого в просторі в одному або декількох напрямках обмежений іншими тілами (або – це тіло, яке не належить до вільних).
  • 8. кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош  Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, 2017 13 З невільними тілами ми зустрічаємося на кожному кроці: підручник, що лежить на столі; верстат, що закріплений на фундаменті, тощо. В’язь – це певне матеріальне тіло або інша фізична реалія, що обмежує рух розглядуваного тіла. Наприклад, для підручника, що лежить на столі, в’яззю є стіл. Поняття в’язі також достатньо відносне: якщо ситуацію з підручником на столі розглядати далі, то для стола в’яззю є підлога, а стіл стає вже невільним матеріальним тілом. Тому при розв’язуванні конкретних задач необхідно чітко розуміти та визначатися з тілами, які приймаються до розглядання, та з відповідною класифікацією цих тіл. Тепер введемо важливе поняття сили, яке надзвичайно широко використовується не тільки у теоретичній механіці, але й у всіх інших інженерних науках. Сила – це міра механічної взаємодії між матеріальними тілами, яка характеризує (визначає) величину та напрям цієї взаємодії. Наприклад, взаємодії планет Сонячної системи та Сонця вимірюються (або визначаються) силами тяжіння; а взаємодія Землі та різних тіл на її поверхні – силами тяжіння. Загостримо увагу на те, що при взаємодії реальних тіл діючі сили можуть приводити не до зміни кінематичних станів цих тіл, а до зміни форм і розмірів їх, тобто викликати деформації. У теоретичній механіці розглядається та вивчається не фізична природа діючих сил, а тільки їх механічна дія.
  • 9. Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.  Кафедра будівельних конструкцій, 2017 14 За спостереженнями, які багаторазово підтверджені практикою, сила є векторною величиною, а її дія на тверде тіло однозначно визначається (характеризується) трьома параметрами:  чисельним значенням або величиною (модулем) сили;  напрямком дії сили;  точкою прикладання сили. Фізична величина, що повністю визначається одним дійсним числом, називається скалярною величиною або скаляром. Прикладами скалярних величин є температура тіл, час, об’єм тощо; ці величини визначаються додатним, від’ємним або рівним нулю числом. Величина, яка, крім числового значення, характеризується певним напрямом у просторі, називається векторною величиною або вектором. Такими величинами є сила, швидкість, прискорення тощо. Вектор позначається відрізком, на кінці якого ставиться стрілка – променем. Напрям стрілки вказує напрям вектору, а довжина відрізка – величину (модуль) вектору у вибраному масштабі.
  • 10. кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош  Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, 2017 15 Лінією дії сили називається пряма, яка проходить по променю, що зображує діючу силу, необмежено в обидві сторони. Модуль, або величина сили, є кількісною характеристикою міри взаємодії тіл. Діючі на матеріальні тіла сили є різноманітними за походженням і сутністю. Тому в теоретичній механіці сили певним чином розподілені (класифіковані) на різні групи залежно від їх загального характеру та конкретного впливу на кінематичний стан розглядуваного тіла. Сили, прикладені до тієї чи іншої механічної системи, розподіляють на зовнішні та внутрішні. Зовнішні сили – це сили, що діють на точки певної механічної системи з боку матеріальних тіл (або точок), які не входять до складу розглядуваної системи. Внутрішні сили – це сили взаємодії між матеріальними тілами (або точками) однієї й тієї самої механічної системи.
  • 11. Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.  Кафедра будівельних конструкцій, 2017 16 За способом прикладання до матеріальних тіл сили можуть бути класифікованими на зосереджені та розподілені. Зосереджена сила – це сила, що прикладена на досить обмеженій площі, розмірами якої можна знехтувати; вважається, що кожна зосереджена сила прикладена в одній точці. Поняття про зосереджену силу є ідеалізацією, оскільки на практиці прикласти силу до матеріального тіла в одній точці неможливо. Розподілена сила – це сила, що не може бути віднесена до зосередженої; розподілені сили в усіх інженерних науках називаються розподіленими навантаженнями, які можуть бути розподіленими по довжині, поверхні чи об’єму. Приклад: дія вітру на скло вікна – приклад розподіленого по поверхні навантаження, власна сила ваги масивного бетонного фундаментного блоку – приклад розподіленого по об’єму навантаження, тиск леза ковзанів на поверхню льоду – приклад розподіленого по довжині навантаження. Між невільним матеріальним тілом та в’яззю, що обмежує рух цього тіла, виникає механічна взаємодія, мірою якої є сила, котрій надано окрему (власну) назву, – реакція в’язі. Через це сили, прикладені до невільних механічних систем, розподіляють (класифікують) на активні сили та реакції в’язей. Активна сила – це сила, яка спричиняє (або прагне спричинити) рух матеріального тіла, до якого вона прикладена, та яка ніяк не залежить ні від накладених на тіло в’язей, ні від дії інших сил. Реакція в’язі (або реактивна сила, або сила реакції) – це сила, з якою в’язь діє на розглядуване невільне тіло, обмежуючи рух його певних точок (або рух усього тіла) в одному чи декількох напрямках, та яка залежить від дії інших сил. Тепер перейдемо від розгляду дії на матеріальне тіло тільки однієї сили до розгляду дії декількох сил одночасно.
  • 12. кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош  Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, 2017 17 Системою сил називається сукупність сил, прикладених до одного матеріального тіла. Так само, як і окремі сили, системи сил також можуть бути класифіковані за різними ознаками, а саме: з динамічної точки зору (за механічною дією на матеріальне тіло, в результаті якої зазначене тіло перебуває в тому чи іншому кінематичному стані) та з геометричної точки зору (за розташуванням ліній дій сил системи в просторі). Зрівноваженою системою сил називається така система сил, під дією якої матеріальне тіло перебуває у стані спокою (у рівновазі) або виконує поступальний прямолінійний рівномір ний рух. Про зрівноважену систему сил говорять, що сумарна механічна дія її на тіло дорівнює нулеві. Будь-яка система сил, що не належить до зрівноваженої, є незрівноваженою системою сил (зрозуміло, що під дією незрівноваженої системи сил тіло не перебуває у рівновазі та не рухається поступально прямолінійно рівномірно).
  • 13. Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.  Кафедра будівельних конструкцій, 2017 18 З геометричної точки зору системи сил розподіляють на плоскі та просторові. Плоскою системою сил називається така система сил, лінії дій сил якої належать одній площині. Якщо лінії дій сил певної системи не належать одній площині, то зазначена система сил є просторовою. Як кожна плоска, так і кожна просторова система сил, своєю чергою, може бути збіжною, паралельною або довільною. Збіжною системою сил називається така система сил, лінії дій сил якої перетинаються в одній точці. Паралельною системою сил називається така система сил, лінії дій сил якої паралельні одна одній. Довільною система сил є тоді, коли вона не належить ні до збіжної, ні до паралельної. Довільна система сил може містити в собі певну сукупність сил, лінії дій яких перетинаються в одній точці, й іншу сукупність сил, лінії дій яких паралельні одна одній; тобто з геометричної точки зору довільна система сил є найбільш загальним випадком системи сил, а збіжну та паралельну системи сил можна розглядати як часткові випадки довільної системи сил. Еквівалентні системи сил – це такі системи сил, під дією яких (кожної окремо) матеріальне тіло знаходиться в однаковому кінематичному стані. Одна сила, яка еквівалентна певній системі сил, називається рівнодійною цієї системи. 3. АКСІОМИ СТАТИКИ Уся механіка базується на деяких положеннях, які приймаються без математичних доведень, бо вони є результатом узагальнення багаточисленних дослідів і спостережень, які безліч разів були підтверджені практикою. Ці
  • 14. кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош  Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, 2017 19 положення називаються аксіомами та є загальною основою для висновків, перетворень і доведень статики. Аксіома 1 визначає найпростішу зрівноважену систему сил, але, звісно, зрівноважена система сил може складатися і з більшої кількості сил. Аксіома 1 виконується без будь-яких додаткових умов лише при дії зазначених сил на абсолютно тверде тіло; у випадку дії таких двох сил на яке- небудь, наприклад, пружне тіло рівноваги останнього може і не бути. Аксіома 2. Дія даної системи сил на абсолютно тверде тіло не зміниться, якщо до неї додати або від неї відкинути будь-яку зрівноважену систему сил. Аксіома 2, наслідок з неї та отриманий висновок можуть застосовуватися лише для сил, що діють на абсолютно тверде тіло. Аксіома 3 (аксіома або правило паралелограма сил). Рівнодійна двох сил, що прикладені в одній точці, прикладена в тій же точці та визначається за величиною і напрямком діагоналлю паралелограма, побудованого на цих силах як на сторонах.
  • 15. Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.  Кафедра будівельних конструкцій, 2017 20
  • 16. кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош  Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, 2017 21 Аксіома 3 може застосовуватися у будь-яких випадках (і в разі дії сил на не абсолютно тверде тіло). Аксіоми 2 та 3 надають можливість у разі необхідності переходити від якоїсь певної системи сил до іншої системи, їй еквівалентної. Аксіома 4 (аксіома рівності дії та протидії). Усякій механічній дії відповідає рівна їй за величиною та протилежна за напрямком протидія. Аксіома рівності дії та протидії сформульована І. Ньютоном та відома як один із основних законів класичної механіки, який, беззаперечно, свідчить про те, що в природі не існує (і не може існувати) односторонньої дії. Аксіома 5 (принцип звільнення від в’язей). Усяке невільне тіло умовно можна розглядати як вільне, якщо до діючих на тіло активних сил додати (приєднати) реакції умовно відкинутих в’язей.
  • 17. Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.  Кафедра будівельних конструкцій, 2017 22 Застосування цієї аксіоми в статиці дозволяє вивчати та розглядати рівновагу всіх невільних тіл, умовно вважаючи їх вільними. Аксіома 6 (принцип про твердіння). Якщо не абсолютно тверде тіло (тіло, що деформується) перебуває в стані рівноваги, то його рівновага не порушиться, коли воно затвердне. Твердіння, про яке йдеться в аксіомі, не треба розуміти як фізичний процес, схожий, наприклад, на процес замерзання. «Твердіння» є лише формою вислову, його треба розглядати як процес накладання додаткових в’язей, що перетворюють не абсолютно тверде тіло (у ширшому розумінні – змінну механічну систему) в абсолютно тверде тіло (незмінну механічну систему). Наприклад, рівновага ланцюга не порушиться, якщо його ланки приварити одна до одної. Принцип про твердіння широко застосовують в інженерних розрахунках. Він дає змогу, наприклад, при складанні рівнянь рівноваги тіла, що деформується (паса, троса, ланцюга тощо), або будь-якої змінної конструкції розглядати їх як абсолютно тверді тіла та застосовувати до них
  • 18. кандидат технічних наук, доцент Ю. А. Отрош  Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, 2017 23 методи статики твердого тіла; потім складають додаткові рівняння, що враховують або умови рівноваги окремих частин конструкції, або деформації тіл (так задачі, де враховують деформації розглядуваних тіл, розв’язують у курсі опору матеріалів). ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ 1. Дайте визначення теоретичної механіки. 2. Що таке механічний рух? 3. На яких уявленнях про простір базується теоретична механіка? 4. На яких уявленнях про час базується теоретична механіка? 5. Які одиниці вимірювання просторових параметрів у Міжнародній системі одиниць СІ? 6. Які одиниці вимірювання часу в Міжнародній системі одиниць СІ? 7. Що таке механічна взаємодія між матеріальними тілами? 8. Що таке статика? 9. Що таке рівновага матеріального тіла? 10. Що таке матеріальна точка? 11. Як називається матеріальне тіло, розмірами якого в умовах розглядуваної конкретної задачі можна знехтувати? 12. Що таке механічна система? 13. Що таке система матеріальних точок? 14. Яке тіло називається абсолютно твердим? 15. Як називається певна механічна система, віддаль між точками котрої залишається сталою при дії на цю механічну систему будь-якої системи сил? 16. Яке тіло називається вільним? 17. Як називається тіло, рух котрого в просторі не обмежений ніякими іншими тілами? 18. Яке тіло називається невільним? 19. Як називається тіло, рух котрого в просторі обмежений якимись іншими тілами? 20. Що таке в’язь? 21. Як називається певне матеріальне тіло (або інша фізична реалія), що обмежує рух якого-небудь іншого тіла? 22. Що таке сила? 23. Що є мірою механічної взаємодії між матеріальними тілами? 24. Сила є величиною векторною чи скалярною? 25. Що характеризує (або визначає) сила? 26. Скількома параметрами характеризується сила? 27. Якими параметрами характеризується сила?
  • 19. Технічна механіка. Конспект лекцій. Статика.  Кафедра будівельних конструкцій, 2017 24 28. Що таке лінія дії сили? 29. Що таке модуль сили? 30. Які одиниці вимірювання сили у Міжнародній системі одиниць СІ? 31. Яка сила називається зовнішньою? 32. Яка сила називається внутрішньою? 33. Як розподіляють сили за способом прикладання? 34. Яка сила називається зосередженою? 35. Яка сила називається розподіленою? 36. Яким терміном зазвичай називаються розподілені сили? 37. Які існують види розподілених навантажень? 38. Яка фізична величина є мірою механічної взаємодії між певним матеріальним тілом та в’яззю, що обмежує рух цього тіла? 39. Що таке реакція в’язі? 40. Як називається сила, що змушує певне матеріальне тіло рухатися? 41. Як називається сила, що перешкоджає рухові певного матеріального тіла? 42. Що таке система сил? 43. Що утворює певна сукупність сил, яка прикладена до одного матеріального тіла? 44. Як називається певна сукупність сил, що прикладена до одного матеріального тіла? 45. Як розподіляються системи сил з геометричної точки зору? 46. Скільки існує видів систем сил з геометричної точки зору? 47. Як розподіляються системи сил з динамічної точки зору? 48. Яка система сил є зрівноваженою? 49. Чи може бути плоска паралельна система сил зрівноваженою? 50. Чи може бути просторова збіжна система сил незрівноваженою? 51. Чи може бути плоска система сил просторовою? 52. Яка система сил є незрівноваженою? 53. Сформулюйте аксіому №1. 54. Коли дві сили утворюють зрівноважену систему сил? 55. Сформулюйте аксіому №2. 56. Сформулюйте аксіому №3. 57. Сформулюйте аксіому №4. 58. Сформулюйте аксіому №5. 59. У якому разі невільне матеріальне тіло умовно можна розглядати як вільне?