🗊Презентация Основные понятия и определения статики

Статика

Тема 1 «Основные понятия и определения статики»

Перечень вопросов: 1) Основные понятия раздела «Статика». 2) Аксиомы статики.

Основные понятия раздела «Статика»

Неваляшки. С помощью неваляшек изучают устойчивое равновесие. Ванька-встанька (или неваляшка) возвращается всегда в вертикальное положение - значит, это есть положение его устойчивого равновесия. У Ваньки-встаньки в нижней части находится тяжёлый полушар. Центр тяжести полушара - точка С - при наклоне приподнимается. В самом деле, расстояние CD больше расстояния АС. Значит, равновесие в первом случае устойчиво.

Неваляшка в деле Эффект неваляшки находит в быту свое применение. Вот такая детская кружка- неопрокидывайка, в которой соска не будет валяться на столе. Часы, которые всегда будут занимать вертикальное положение. Или утюг, который сложно забыть на дорогом платье, потому что он поднимается в нерабочее положение, стоит лишь его выпустить из руки.

Материальная точка- это точка, в которой сосредоточена вся масса тела, а ее размерами и формой пренебрегают. Понятия статики вошли в науку как результат многовековой практической деятельности человека. Они подтверждены опытами и наблюдениями над явлениями природы. Тело можно рассматривать как материальную точку, т. е. его можно представить геометрической точкой, в которой сосредоточена вся масса тела, в том случае, когда размеры тела не имеют значения в рассматриваемой задаче. Например, при изучении движения планет и спутников их считают материальными точками, так как размеры планет и спутников пренебрежимо малы по сравнению с размерами их орбит. С другой стороны, изучая движение планеты (например, Земли) вокруг оси, ее уже нельзя считать материальной точкой. Тело можно считать материальной точкой во всех случаях, когда все его точки совершают тождественные движения.

Система материальных точек- это совокупность материальных точек, в которой положение одной зависит от положения других. Из приведенного определения следует, что любое физическое тело можно рассматривать как систему материальных точек.

Механическим движением называют происходящее с течением времени изменение положения тел или точек в пространстве. Частным случаем движения является состояние покоя. Покой всегда имеет относительный характер, так как покоящееся тело рассматривается как неподвижное по отношению к некоторому другому телу, которое, в свою очередь, может перемещаться в пространстве. Абсолютно неподвижных тел в природе нет. Например, мы говорим, что станина машины или фундамент сооружения находится в покое. Они действительно неподвижны относительно Земли, но вместе с ней совершают сложное движение вокруг Солнца.

Сила- это мера воздействия одного тела на другое. Сила- векторная величина, а любая векторная величина характеризуется тремя факторами: модулем (числовым значением), точкой приложения и направлением.

Вектор силы изображается отрезком, на конце которого ставится стрелка. Стрелка указывает направление вектора, длина отрезка — значение вектора, измеренное в выбранном масштабе. Вектор в тексте обозначают одной буквой со стрелкой наверху F, a, υ, а на схемах (рис. 1, а, б) стрелки не ставятся, так как само обозначение вектора в виде направленного отрезка достаточно наглядно характеризует его свойства. Модуль или численное значение силы в СИ измеряется в ньютонах (Н). Применяют также и более крупные единицы измерения: 1 килоньютон (1 кН = 10³ Н), 1 меганьютон (1 МН = 106 Н).

Система сил – это совокупность сил, действующих на одно тело.    

1. Плоская – все силы лежат в одной плоскости 1. Плоская – все силы лежат в одной плоскости 2. Пространственная - все силы не лежат в одной плоскости 3. Сходящаяся – линии действий сил пересекаются в одной точке 4. Произвольно-расположенная - линии действий сил не имеют одной общей точки пересечения

Плоская система сходящихся сил(ПССС) – система сил, когда все силы лежат в одной плоскости и линии их действий пересекаются в одной точке

Плоская система произвольно расположенных сил(ПСПРС)- это такая система сил, в которой все силы лежат в одной плоскости, но не пересекаются в одной точке.

Пространственная система сходящихся сил(ПрССС) – это такая система сил, в которой все силы не лежат в одной плоскости, но пересекаются в одной точке.

Пространственная система произвольно расположенных сил(ПрСПРС)- это такая система сил, в которой все силы не лежат в одной плоскости и не пересекаются в одной точке.

Аксиомы статики

Статика основана на аксиомах, вытекающих из опыта и принимаемых без доказательств. Аксиомы статики устанавливают основные свойства сил, приложенных к абсолютно твердому телу.

Аксиома № 1 Если к материальной точке или телу, находящимся в состоянии равновесия или равномерного прямолинейного движения приложить систему сил и под её действием тело/точка будут находится в состоянии равновесия или равномерного прямолинейного движения, то такая система сил называется - уравновешивающей

Рассматривая первую аксиому, нетрудно установить, что уравновешенная система сил как причина механического движения эквивалентна нулю.

Аксиома № 2 Две силы равные по величине, но противоположные по направлению,взаимно уравновешиваются

Из второй аксиомы вытекает следствие: Силу можно переносить по линии ее действия, от этого мера воздействия силы на тело не изменится (рис.г). Векторы, которые мож- но переносить по линии их действия, называют скользящими.

Аксиома № 3 К материальной точке или телу, находящемуся в состоянии равновесия или равномерного прямолинейного движения можно приложить/ отнять уравновешивающую систему сил, от этого м состояние равновесия тела не изменится.

Аксиома № 4 Если к материальной точке/телу приложить 2 силы, пересекающиеся в одной точке, то их действие можно заменить действием одной силы, которая находится путём построения параллелограмма на заданных векторах, диагональ которого будет являться суммарной силой (равнодействующей).

Аксиома № 5 Всякому действию существует противодействие, которое будет ему равно по величине, но обратно по направлению.

Закрепление знаний:

Плоская система сходящихся сил Какая система сил представлена на рисунке?

Домашнее задание: Выучить конспект; Литература [1] стр. 5-10; Выполнить задания в рабочей тетради стр.4 (зад.1-9)

Спасибо за внимание! Урок окончен.