Statický príbeh, aké štúdie, aplikácie, zákony

Ten Statický Je to odvetvie mechaniky, ktorá študuje rovnováhu tuhých telies, podlieha pôsobeniu rôznych síl. Ak je telo tuhé, častice, ktoré ho tvoria.

Takéto objekty možno nájsť v rovnováhe, či už v pokoji (statická rovnováha), akoby sa pohybovali (dynamická rovnováha), iba v druhom prípade musí byť pohyb rovnomerný priamy priamy.

postava 1. Rímsky akvadukt v Segovii v Španielsku. Starí rímski stavitelia efektívne uplatňovali zásady statického. Zdroj: Wikimedia Commons.

V prípade štruktúr, ako sú budovy, mosty a cesty, úrok statickej rovnováhy.

Ale statika sa neobmedzuje iba na oblasť stavebného inžinierstva. Je tiež použiteľná na rovnováhu častíc s elektrickým nábojom a rovnováhami ponorených do nepretržitého média, ako je vzduch a voda.

[TOC]

Statická história ako odvetvie mechaniky

Statika mala skorý historický vývoj, ktorý vyplýva z potreby vybudovať pevné štruktúry, keď sa založili mestá. Starí Egypťania opustili svoje pamiatky ako dôkaz; Poznali jednoduché stroje, ako sú kladky, páky a naklonené plány.

Ďalšie civilizácie starovekého sveta, ktorého pamiatky prežívajú dodnes, tiež poznali základné princípy, ale práve Gréci začali systematizovať ich štúdium.

Veľký grécky fyzik Archimedes zo Syrakúz (287-212 AC) opustil základy použitia páky a rovnováhy ponorených telies -hydrostatické telá-.

Následne ďalší veľkí vedci, ako sú Leonardo a Galileo, významne prispievali. Ten preukázal, že na udržanie pohybu tela (dynamická rovnováha) sa nevyžadovala čistá sila (dynamická rovnováha).

Galileo Galilei - Zdroj: Domenico Tintoretto [verejná doména]

Vyniká tiež Simon Stevin (1548-1620), prvý, ktorý pozoruje hydrostatický paradox a opíše rovnováhu telies na sklonenej rovine.

Neskôr Isaac Newton (1642-1727) dal formulácii statického definitívneho impulzu svojimi tromi zákonmi mechaniky.

Obrázok 2. Vľavo Archimedes of Syrakúzy a pravý Izák Newton, priekopníci v štúdiu statického a mechaniky. Zdroj: Wikimedia Commons.

Ďalší príspevok na spomenutie jeho relevantnosti poskytol D'Alembert a koncept zotrvačnej sily. Vďaka tomu je možné študovať dynamické problémy prostredníctvom koncepcie rovnováhy.

Môže vám slúžiť: amplitúda vlny: charakteristiky, vzorce a cvičenie

Z dlhého zoznamu vedcov a inžinierov, ktorí prispeli k statike, musíme spomenúť mená Eulera a Lagrange, ktorí vyvinuli matematické techniky na formovanie svojich aplikácií.

Aké štúdie statické?

Slovo statický Pochádza z gréckeho slova, aby sa označilo, čo je stacionárne.

Táto dôležitá odvetvie mechaniky je základom konštrukcií, ktoré obývame, a to nielen to, pretože existujú aj iné oblasti, v ktorých sa uplatňujú jej zásady:

Letectvo

Študujte rovnováhu telies vo vzduchu.

Hydrostatický

Uplatňuje zásady statického pre telá ponorené do vody alebo iných kvapalín.

Elektrostatika

Dôležitá vetva elektromagnetizmu, ktorá študuje elektrické zaťaženie v statickej rovnováhe.

Magnetostatický

Je to vetva venovaná štúdiu magnetických polí, ktoré sa v čase nemenia.

Statický časticami

V prvom rade statický predpokladá, že objekt je modelovaný, akoby to bol bodce alebo materiál, bez merateľnej veľkosti, ale áno, s hmotnosťou.

Pokiaľ ide o telo ako časticu, hovoríme, že je v statickej rovnováhe, keď je výsledná sila na ňu prázdna.

Statika rozšírených tiel

Model viac pripojený k realite predpokladá, že objekty sú rozšírené telá, zlúčeniny množstva častíc, čo znamená, že sily sa môžu aplikovať na rôzne body.

Je to veľmi dôležité, pretože tieto účinky môžu byť:

-Dynamika, v súvislosti s pohybom alebo neprítomnosti,

-Deformátory, za zmeny spôsobom, ktorý telá podliehajú skúsenostiam sily.

Statické predpokladá, že objekty sú rigidné a nedeformovateľné, preto netušuje deformované účinky, ale dynamiku.

Ak sú rozmery študovaného objektu merateľné, sily sa môžu aplikovať na rôzne miesta a je možné, že aj keď ho neprenášajú, môžu ho otočiť. V tomto prípade by objekt nebol v statickom zostatku.

Žiadosti

Aplikácie statického sa nachádzajú všade, a preto má najviac využitie odvetvie mechaniky, hoci mnohokrát si to neuvedomujeme:

Doma

Zásady statického pre nábytok, skrinky, spotrebiče, žiarovky, knihy a akýkoľvek odpočinkový predmet vo vnútri domu je možné použiť. Neustále zabezpečujeme, aby veci nespadli, neotáčali sa ani náhodou nezmenili svoje miesta.

Môže vám slúžiť: Stacionárna teória štátu: História, vysvetlenie, správy

V občianskych konštrukciách

Rovnakým spôsobom sú stavitelia budov, ktoré obývame.

Tieto zásady sa uplatňujú aj pri výstavbe ciest a mostov.

V návrhu stroja

Statika sa vzťahuje aj na návrh a konštrukciu kusov pre strojové zariadenia.

Niektoré kúsky sú zjavne mobilné, ale iné nie sú. To je dôvod, prečo inžinieri zaisťujú veľmi dobre vybudované stroje, nejakým spôsobom sa nerozhodujú, nevyužívajú ani sa rozpadajú.

Obrázok 3.- Gay Enola v Národnom múzeu vzduchu a vesmíru vo Washingtone DC. Zásady statickej sa použili na zavesenie z káblov podliehajúcich výstavnej hale streche. Zdroj: Wikimedia Commons.

Hlavné zákony statického

Základom statického je štúdium síl a akcií, ktoré vykonávajú prostredníctvom troch zákonov Newtonovej mechaniky:

Newtonov prvý zákon

Telo zostáva v pokoji alebo v rovnomernom priamom pohybe, pokiaľ nevyvážená sila nezmení svoje vyhlásenie o pohybe.

Druhý zákon Newtonu

Súčet síl pôsobiacich na telo, nazývané výsledná sila F_R, Rovná sa ako produkt cesta m (skalár) na zrýchlenie do (Vektor).

Pre statický Newtonov druhý zákon prijíma formulár:

F_R = 0

Pretože zvyšok alebo rovnomerný priamy pohyb sa premieta do nulového zrýchlenia.

Newtonov tretí zákon

Ak telo 1 vyvíja silu na telo 2, nazývané F₁₂, Body 2 vyvíja silu na tele 1, označené ako F_{dvadsaťjeden}, takým spôsobom F₁₂ a F_{dvadsaťjeden} Majú rovnakú intenzitu a opačný smer:

F₁₂ = - F_{dvadsaťjeden}

Krútiaci moment alebo moment sily

Predtým sme povedali, že je možné, že sily, aj keď nespôsobujú pohyb prekladu do tela.

Fyzická veľkosť, ktorá určuje, či sa telo zlomí alebo sa nenazýva Moment ani moment sily, označený ako M.

Krútiaci moment alebo moment sily F Závisí to od intenzity tohto vektora r To prechádza z bodu aplikácie na osi rotácie a nakoniec z uhla aplikácie. Celý prierez alebo vektorový produkt medzi r a F:

Môže vám slúžiť: Durometer: Na čo je to, ako funguje, časti, typy

M = r X F  (Jednotky Si: n.m)

Objekt sa môže otáčať vzhľadom na rôzne osi, preto sa moment vždy vypočíta s ohľadom na konkrétnu os. A aby telo zostalo statické, je potrebné, aby boli všetky momenty nulové.

Rovnováha

Sú to potrebné podmienky, aby bola rigidná pevná látka v statickej rovnováhe, takže sú známe ako rovnováha:

Podmienka prvého vyváženia

Súčet síl pôsobiacich na tele musí byť zrušený. V matematickej podobe:

∑ F_Jo = 0

Pokiaľ ide o sily, ktoré pôsobia na tele, sú rozdelené na vnútorné a vonkajšie.

Vnútorné sily sú zodpovedné za udržiavanie súdržnosti tela. Napríklad auto sa skladá z mnohých častí, ktoré správne vyjadrili, že strojové zariadenie sa pohybuje ako celok, a to vďaka vnútorným silám medzi zväzmi strán strany.

Vonkajšie sily sú sily, ktoré cvičia iné orgány na študovanom objekte.

V príklade automobilu môžu byť sily váha, ktorú uplatňuje zem, podpora poskytnutá povrchom, aplikovaná na kolesách a trenie medzi pneumatikami a chodníkom.

Statický zvažuje nespočetnú podporu, reakcie a ligatúry v závislosti od zvažovaných prvkov a možností, ktoré existujú, existujú.

Druhá rovnovážna podmienka

Súčet momentov okolo ľubovoľnej osi musí byť tiež zrušený, čo vyjadrujeme takto:

∑ M_Jo = 0

Ak sa rovnovážne podmienky vzťahujú na telo v rovine, sily sa musia rozdeliť na dve karteziánske komponenty X a Y. Pritom sa získajú dve rovnice, jedna pre každú zložku.

Druhá rovnovážna podmienka nám umožňuje, aby sme cez momenty pridali tretiu rovnicu.

Na druhej strane, pre tri rozmerové objekty sa počet rovníc stúpa na 6.

Je potrebné poznamenať, že na zabezpečenie statickej rovnováhy tela je potrebné dodržiavanie rovnovážnych podmienok.

Ale nestačí, pretože existujú prípady, v ktorých sú tieto podmienky splnené, ale nemôžeme zabezpečiť, aby bol objekt v rovnováhe. To sa stane, keď existuje relatívny pohyb medzi časťami objektu, to znamená, že pevná látka je čiastočne prepojená.

Odkazy

1. Bedford, ‌2000.Do.‌ ‌mecanic‌ ‌para‌ ‌ingienieí: ‌ ‌ESTATIC.‌ ‌addison‌ ‌wesley.‌
2. Hibbeler, R. 2006. Mechanika pre inžinierov: statické. a ta. Vydanie. Cecsa.
3. Katz, D. 2017. Fyzika pre vedcov a inžinierov. Učenie sa.
4. Tippens, P. 2011. Fyzika: Koncepty a aplikácie. 7. vydanie. McGraw Hill
5. Univerzita. Statická pevná látka. Uzdravené z: osobného.my.je.