Что это такое статика

Статика - это... Что такое Статика?

Ста́тика (от греч. στατός, «неподвижный») — раздел механики, в котором изучаются условия равновесия механических систем под действием приложенных к ним сил и моментов.

Аксиомы статики

Система сил, приложенная к телу или материальной точке, называется уравновешенной или эквивалентной нулю, если тело под действием этой системы находится в состоянии покоя или движения по инерции.^[1]

Не нарушая механического состояния тела, к нему можно приложить или отбросить уравновешенную систему сил.
О действии и противодействии. При всяком действии одного тела на другое со стороны другого тела имеется противодействие, такое же по величине, но противоположное по направлению.

О двух силах. Две силы, приложенные к одному и тому же телу, взаимно уравновешены (их действие эквивалентно нулю) тогда и только тогда, когда они равны по величине и действуют по одной прямой в противоположные стороны.
О равнодействующей. Равнодействующая двух сил, приложенных к одной точке, приложена к той же точке и равна диагонали параллелограмма, построенного на этих силах как сторонах.
Аксиома затвердевания. Если деформируемое тело находилось в равновесии, то оно будет находиться в равновесии и после его затвердевания.
Аксиома о связях. Механическое состояние системы не изменится, если освободить её от связей и приложить к точкам системы силы, равные действовавшим на них силам реакций связей.

Следствия

При переносе силы вдоль её линии действия, действие этой силы на тело не меняется.
Сумма всех внутренних сил равна нулю.

Основные понятия

Про тело говорят, что оно находится в равновесии, если оно покоится или движется равномерно и прямолинейно относительно выбранной инерциальной системы отсчёта^[1].

В статике материальные тела считают абсолютно твёрдыми, т.к. изменение размеров тел обычно мало по сравнению с начальными размерами.

Связи

На тело влияют внешние силы, а также другие материальные тела, ограничивающие перемещение данного тела в пространстве. Такие тела называют связями. Сила, с которой связь действует на тело, ограничивая его перемещение, называется реакцией связи. Для записи условия равновесия системы связи убирают, а реакции связей заменяют на равные им силы.^[1]

Например, если тело закреплено на шарнире, то шарнир является связью. Реакцией связи при этом будет сила, проходящая через ось шарнира.

Системы сил

Если систему сил, действующих на твёрдое тело, можно заменить на другую систему сил, не изменяя механического состояния тела, то такие системы сил называются эквивалентными.

Для любой системы сил, приложенных к твёрдому телу, можно найти эквивалентную систему сил, состоящую из силы, приложенной в заданной точке (центре приведения), и пары сил. Эта сила называется главным вектором системы сил, а момент, создаваемый парой сил — главным моментом относительно выбранного центра приведения. Главный вектор равен векторной сумме всех сил системы и не зависит от выбранного центра приведения. Главный момент равен сумме моментов всех сил системы относительно центра приведения.

Пример статического равновесия при равенстве нулю суммы всех сил. 1 - сила реакции нормального давления, 7 - сила реакции в шарнире.

Условие равновесия твёрдого тела

Твёрдое тело находится в равновесии если сумма всех сил, приложенных к данному телу, и их моментов равны нулю. Или, что тоже самое, главный вектор и главный момент системы сил, приложенных к телу, равны нулю.^[1]

Условие равновесия системы тел

Для записи условия равновесия системы, состоящей из твёрдых тел, систему разделяют на отдельные части, и записывают уравнения равновесия как для всей системы, так и для её частей^[1]. При этом возможны несколько эквивалентных вариантов записи условий равновесия в зависимости от выбора частей системы, для которых записываются уравнения.

Из второго закона Ньютона следует, что если геометрическая сумма всех внешних сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело находится в состоянии покоя или совершает равномерное прямолинейное движение. В этом случае принято говорить, что силы, приложенные к телу, уравновешивают друг друга. При вычислении равнодействующей все силы, действующие на тело, можно прикладывать к центру масс.

Чтобы невращающееся тело находилось в равновесии, необходимо, чтобы равнодействующая всех сил, приложенных к телу, была равна нулю.

Рисунок 1.14.1. Равновесие твердого тела под действием трех сил. При вычислении равнодействующей все силы приводятся к одной точке C На рис. 1.14.1 дан пример равновесия твердого тела под действием трех сил. Точка пересечения O линий действия сил и не совпадает с точкой приложения силы тяжести (центр масс C), но при равновесии эти точки обязательно находятся на одной вертикали. При вычислении равнодействующей все силы приводятся к одной точке.

Если тело может вращаться относительно некоторой оси, то для его равновесия недостаточно равенства нулю равнодействующей всех сил.

Вращающее действие силы зависит не только от ее величины, но и от расстояния между линией действия силы и осью вращения.

Длина перпендикуляра, проведенного от оси вращения до линии действия силы, называется плечом силы.

Произведение модуля силы на плечо d называется моментом силы M. Положительными считаются моменты тех сил, которые стремятся повернуть тело против часовой стрелки (рис. 1.14.2).

Правило моментов: тело, имеющее неподвижную ось вращения, находится в равновесии, если алгебраическая сумма моментов всех приложенных к телу сил относительно этой оси равна нулю:

Связь с другими науками

Статика является разделом теоретической механики.

Статика является базой для науки о сопротивлении материалов.

См. также

Примечания

↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ Под редакцией Колесникова К. С. Курс теоретической механики. — Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - С. 173-176. ISBN 5-7038-1371-9

Ссылки

Д. Сивухин, Курс общей физики. Механика.

СТАТИКА - это... Что такое СТАТИКА?

СТАТИКА — (греч. statike). Часть механики, наука об условиях равновесия твердых тел, т. е. такого их состояния, когда силы взаимно нейтрализируют друг друга и тело остается в покое. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н.,… … Словарь иностранных слов русского языка

СТАТИКА — (от греч. statike учение о весе, о равновесии), раздел механики, посвящённый изучению условий равновесия материальных тел под действием сил. С. разделяют на геометрическую и аналитическую. В основе аналитич. С. лежит возможных перемещений принцип … Физическая энциклопедия

СТАТИКА — (греч. statike) раздел механики, в котором изучаются условия равновесия тел под действием сил. Кроме статики твердого тела различают статику жидкостей (гидростатику) и статику газов (аэростатику) … Большой Энциклопедический словарь

СТАТИКА — СТАТИКА, статики, мн. нет, жен. (греч. statike равновесие). 1. Отдел теоретической механики, учение об условиях равновесия тел (мех.). 2. Состояние покоя для данного момента; ант. динамика во 2 знач. (научн.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н.… … Толковый словарь Ушакова

СТАТИКА — СТАТИКА, и, жен. 1. Раздел механики, изучающий законы равновесия тел под действием приложенных к ним сил. С. и динамика. С. твёрдого тела. С. жидкостей. С. газов. 2. Состояние покоя в какой н. определённый момент (книжн.). Описывать явление в… … Толковый словарь Ожегова

СТАТИКА — жен., греч. начала механики, наука о равновесии, покое. тический, к ней относящийся. Статистика, наука о силе и богатстве государства, о состоянии его в данную пору; история и география в известный срок. тический, к сему относящийся. Статистик,… … Толковый словарь Даля

СТАТИКА — (от греч. statikos – приводящий к покою) в физике учение о равновесии тел. Философский энциклопедический словарь. 2010 … Философская энциклопедия

статика — сущ., кол во синонимов: 2 • макростатика (1) • механика (10) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Статика — состояние покоя, неизменности культуры. Большой толковый словарь по культурологии.. Кононенко Б.И.. 2003 … Энциклопедия культурологии

статика — (статичність) (грец. стоячий) 1. Стан покою, рівноваги або застиглості, що досягається симетрією, виділення центральної частини мистецького твору, прагненням до фронтальності сприйняття (порівн. динаміка). 2. Розділ будівельної механіки, яка… … Архітектура і монументальне мистецтво

статика — состояние покоя или равновесия. Противоположное понятие динамика. Словарь практического психолога. М.: АСТ, Харвест. С. Ю. Головин. 1998 … Большая психологическая энциклопедия

СТАТИКА - это... Что такое СТАТИКА?

(от греч. statike - учение о весе, равновесии) -раздел механики, посвящённый изучению условий равновесия материальныхтел под воздействием сил.

В зависимости от положенных в основу принципов С. разделяют на аналитическуюи геометрическую. В основе аналитической С. лежит возможных перемещенийпринцип, дающий общие условия равновесия любой механич. системы. ГеометрическаяС. основывается на т. н. аксиомах С., выражающих свойства сил, действующихна материальную частицу и абсолютно твёрдое тело, т. е. тело, расстояниямежду точками к-рого всегда остаются неизменными. Осн. аксиомы С.: 1) двесилы, действующие на материальную частицу, имеют равнодействующую, определяемуюпо правилу параллелограмма сил; 2) две силы, действующие на материальнуючастицу (или абсолютно твёрдое тело), уравновешиваются только тогда, когдаони одинаковы по величине и направлены вдоль одной прямой в противоположныестороны; 3) прибавление или вычитание уравновешенных сил не изменяет действияданной системы сил на твёрдое тело. При этом уравновешенными наз. силы, инерциальной системе отсчёта.

Методами геометрической С. изучается С. твёрдого тела. При этом рассматриваютсярешения следующих двух типов задач: 1) приведение систем сил, действующихна твёрдое тело, к простейшему виду; 2) определение условий равновесиясил, действующих на твёрдое тело. Геометрическую С. можно также строитьнепосредственно исходя из Ньютона законов механики, и вытекающихиз этих законов общих теорем динамики.

Необходимые и достаточные условия равновесия упруго деформируемых тел, упругоститеории, гидростатике и аэростатике.

К осн. понятиям С. относятся понятия о моменте силы относительно центраи относительно оси и о паре сил. Сложение сил и их моментов относительноцентра производится по правилу сложения векторов. Величина R, равнаягеом. сумме всех сил F_k, действующих на данное тело, М ₀, равнаягеом. сумме моментов этих сил относительно центра О, наз. гл. моментом системы сил относительноуказанного центра:

Решение задачи приведения сил даёт следующий осн. результат: любая системасил, действующих на абсолютно твёрдое тело, эквивалентна одной силе, равнойгл. вектору R системы и приложенной в произвольно выбранном центре О, иодной паре сил с моментом, равным гл. моменту М ₀ системыотносительно этого центра. Отсюда следует, что любую систему действующихна твёрдое тело сил можно задать её гл. вектором и гл. моментом,- результат, Простейший вид, к к-рому приводится данная система сил, зависит от значений . и М ₀. Если R = 0,, то данная система сил заменяется одной парой с моментом М ₀. Если , а М ₀ = 0 или ,но векторы R и М ₀ взаимно перпендикулярны (что, R. Наконец, 0, М ₀0 и эти векторы не взаимно перпендикулярны, система сил заменяетсясовокупным действием силы и пары сил (или двумя скрещивающимися силами)и равнодействующей не имеет.

Для равновесия любой системы сил, действующих на твёрдое тело, необходимои достаточно обращение величин R и М ₀ в нуль. Равновесие механической системы[ур-ния(1)]. Равновесие системы тел изучают, составляя ур-ния равновесия для каждоготела в отдельности и учитывая закон равенства действия и противодействия. Лит.: Жуковский Н. Е., Теоретическая механика 2 изд., М.- Л.,1952; Лойцянский Л. Г..Лурье А. И. Курс теоретической механики, т. 1, 8изд., М., 1982 Т а р г С. М., Краткий курс теоретической механики, 10 изд. Механика. С. М. Торг

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.

Статика - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи

Основные теоретические сведения

Основы статики

К оглавлению...

Статикой называется раздел механики, изучающий условия равновесия тел. Равновесием называют такое состояние тела или системы тел, в котором оно не движется в данной системе отсчета. Различают три вида равновесия:

Устойчивое равновесие. Если систему вывести из состояния устойчивого равновесия, то она самопроизвольно в него вернется, то есть при выведении из положения равновесия возникает сила, возвращающая систему к равновесию. Для этого необходимо, чтобы потенциальная энергия системы в состоянии устойчивого равновесия имела минимальное значение. Любая физическая система стремится к состоянию устойчивого равновесия. Это значит, что любой самопроизвольный процесс всегда проходит с уменьшением потенциальной энергии.
Неустойчивое равновесие. В данном случае при выведении из состояния равновесия возникают силы, уводящие систему от равновесия, и система самопроизвольно не может в него вернуться. В состоянии неустойчивого равновесия потенциальная энергия системы имеет максимальное значение.
Безразличное равновесие. При выведении из состояния равновесия в системе не возникает ни возвращающих, ни уводящих в сторону сил.

Из второго закона Ньютона следует, что если геометрическая сумма всех внешних сил, приложенных к невращающемуся телу, равна нулю, то тело находится в состоянии покоя или совершает равномерное прямолинейное движение (действительно, ведь ускорение тела при этом равно нулю). В этом случае принято говорить, что силы, приложенные к телу, уравновешивают друг друга. При вычислении равнодействующей силы все силы, действующие на тело, можно прикладывать к центру масс. Центр масс (или центр тяжести) – точка к которой приложена сила тяжести, действующая на тело.

Чтобы невращающееся тело находилось в равновесии, необходимо, чтобы равнодействующая всех сил, приложенных к телу, была равна нулю. Иными словами, векторная сумма всех сил, приложенных к телу должна быть равна нолю:

Момент силы. Правило моментов

К оглавлению...

Если тело может вращаться относительно некоторой оси, то для его равновесия недостаточно равенства нулю равнодействующей всех сил. Вращающее действие силы зависит не только от ее величины, но и от расстояния между линией действия силы и осью вращения. Длина перпендикуляра, проведенного от оси вращения до линии действия силы, называется плечом силы.

Для описания причин вызывающих вращения и условия равновесия тела в статике вводится новое понятие - момент силы. Произведение модуля силы F на плечо d и называется моментом силы M. Таким образом момент силы в статике вычисляется по формуле:

Обычно в физике используется следующее правило знаков: если сила поворачивает тело по часовой стрелке, то ее момент считается положительным, а если против – то отрицательным. Момент силы может и равняться нулю, если сила проходит (сама или продолжением) через ось. Обратите внимание: если Вы перепутаете, и возьмете знаки моментов наоборот (по часовой стрелке со знаком минус, а против часовой со знаком плюс), то ничего страшного не произойдет. Поэтому, важно запомнить, что моменты сил, вращающих тело в различных направлениях относительно часовой стрелки, берутся с различными знаками.

Обратите внимание, что момент силы зависит не только от величины силы, но и от ее плеча. Следовательно, одно и то же значение момента можно получить двумя способами: взять большую силу и малое плечо или взять малую силу и большое плечо. Вывод: чем больше плечо, тем меньшую силу необходимо прилагать для получения одного и того же результата.

Правило моментов: тело, имеющее неподвижную ось вращения, находится в равновесии, если алгебраическая сумма моментов всех приложенных к телу сил относительно этой оси равна нулю:

При записи этого условия в ходе решения конкретной задачи по статике моменты сил необходимо записывать с учётом их знаков. В Международной системе единиц (СИ) моменты сил измеряются в ньютоно-метрах (Н∙м).

Обратите внимание: в общем случае, когда тело может двигаться поступательно и вращаться, для равновесия необходимо выполнение обоих условий: равенство нулю равнодействующей силы и равенство нулю суммы всех моментов.

Алгоритм решения задач на правило моментов (задач по статике):

Нарисовать рисунок. Следует помнить, что сила тяжести, действующая на тело изображается один раз. Если же в задаче идет речь об изломанной палочке, то удобнее рисовать отдельно силы тяжести, действующие на каждую часть палочки, считая массы частей пропорциональными их длинам. В отличие от динамики, где силы изображаются из одной точки, в статике важно точно указать точку приложения силы.
Выбрать ось вращения в точке приложения самой ненужной в задаче силы или сил (той силы, которую определять не надо и не хочется из-за природного чувства лени). При этом плечо (и, следовательно, момент) этой силы обратится в нуль независимо от ее величины, и в дальнейших вычислениях эту силу можно не учитывать совсем.
Записать правило моментов относительно данной оси, на забывая про правило знаков.
При необходимости записать также условие согласно которому равнодействующая сила равна нолю.
Выразить искомую силу.

Рычаги и блоки

К оглавлению...

Как вы знаете из практики, иногда необходимо изменить направление силы, увеличить или уменьшить ее величину. Этой цели служат простые механизмы: устройства, преобразующие величину или направление силы с помощью механических явлений. Для всех простых механизмов справедливо золотое правило механики: выиграл в силе – проиграл в перемещении (или наоборот). Это значит, что при увеличении силы за счет некоторого механизма неизбежно будет уменьшено и перемещение. Рассмотрим основные типы простых механизмов изучаемых в школьной физике:

Равноплечий рычаг (весы). Рычаг, ось вращения которого проходит через его геометрический центр.
Неравноплечий рычаг. Рычаг ось вращения которого проходит через произвольную точку.
Неподвижный блок. Это диск с закрепленной осью, через который переброшена нить. Неподвижный блок используется для изменения направления приложения силы. Если трение в блоке отсутствует, нить невесома, то сила ее натяжения до и после блока не изменяется. Таким образом, неподвижный блок не дает ни выигрыша в силе, ни проигрыша в перемещении.
Подвижный блок. Это диск, ось которого может двигаться поступательно. Подвижный блок позволяет уменьшить силу в два раза, одновременно с этим вдвое увеличивая перемещение.
Наклонная плоскость. Это устройство применяется для поднятия тяжестей. При достаточно малых значениях угла наклона и небольшом коэффициенте трения сила, которую необходимо приложить чтобы поднимать некоторое тело вдоль наклонной плоскости может быть значительно меньше веса тела. Таким образом, подъем становится легче. Естественно, при этом в полном соответствии с «золотым правилом» увеличивается перемещение тела.

Центр тяжести тела

К оглавлению...

Центр масс (или центр тяжести) – точка к которой приложена сила тяжести, действующая на тело. В общем случае центр тяжести может и не лежать внутри тела, а выходить за его пределы (например, различные изогнутые длинные предметы, кольца, полукольца и так далее).

Рассмотрим основные методы определения положения центра масс тел для некоторых конкретных случаев, возникающих при решении задач по статике:

1. У однородных тел правильной формы (шары, прямоугольники, стержни) центр тяжести совпадает с геометрическим центром. Следует запомнить, что центр тяжести однородной треугольной пластины лежит в точке пересечения ее медиан. Для однородных симметричных тел центр тяжести всегда расположен на оси симметрии.

2. Определение положения центра тяжести системы из двух тел с известными центрами тяжести. Здесь можно использовать замечательное свойство центра тяжести. Подперев центр тяжести, мы обеспечим равновесие тела. Таким образом, центр тяжести системы из двух тел лежит на отрезке, соединяющем их центры тяжести, и делит его в отношении, обратном отношению масс тел:

где: l₁ – расстояние от центра масс до тела с массой m₁, а l₂ – до тела с массой m₂.

3. Определение положения центра тяжести любой системы тел с известными положениями центров тяжести. Необходимо ввести систему координат (естественно, начало координат выбрать в точке, относительно которой необходимо рассчитать положение центра тяжести), определить в ней координаты центров тяжести всех тел и найти координаты центра тяжести системы по формуле:

Аналогичные уравнения получаются для остальных координатных осей, если таковые необходимо рассматривать в задаче (просто переменная x меняется на y или z соответственно).

4. Однородное тело правильной формы с вырезом правильной формы. Проще всего свести задачу к обратной: мысленно вставить вырез обратно и получить тело правильной формы с известным положением центра тяжести. Далее представить его в виде двух тел: страшного с вырезом и самого выреза. А теперь все просто. У одного из тел (выреза) мы знаем положения центра тяжести. У другого – нет. Зато знаем положение центра тяжести системы двух тел. Составив уравнение для определения общего центра тяжести получим выражение с одной неизвестной – центром тяжести тела с вырезом. Решив уравнение получим искомый ответ.

5. Теорема Паппа. Применяется для определения положения центра тяжести плоской пластины, которая при вращении вокруг некоторой оси образует тело с легко вычисляемым объемом. Необходимо мысленно повернуть пластину на один оборот, нарисовать рисунок и применить теорему:

Формулировка теоремы: объем тела, полученного при вращении пластины, равен произведению ее площади на путь, пройденный центром тяжести при вращении:

Что такое статика? Определение и основные понятия :: SYL.ru

Что такое статика, какими параметрами и описанием она обладает, где и какую роль играет - все эти вопросы мы постараемся рассмотреть в этой статье. А также будет уделено внимание предмету изучения, набору аксиом и взаимосвязи с динамикой. В последних пунктах мы постараемся получить общее представление о динамике, разделе механики, тесно связанным со статикой, и подведем итоги.

Введение

Отвечая на вопрос о том, что такое статика, можно определять ее как один из разделов механики, суть которого заключается в изучении условий равновесия механических системных устройств под влиянием приложения определенной величины силы или момента.

Главные задачи

Основные понятия и определения статики целенаправленно стараются решить две главные проблемы, среди которых:

Способ сложения сил и приведение системного воздействия сил в простейший вид.
Попытка определения условий, характеризующих систему сил, воздействующих на тела неподвижного типа.

Чтобы ответить на вопрос «что такое статика?», необходимо знать о наличии абсолютно твердых тел (А. Т. Т.) и материальных точек (М. Т.), которые являются важными составными элементами этого раздела механики.

А. Т. Т. – это тело, обладающее отсутствием деформации между парой точек, в нем. М. Т. можно характеризовать как тело, размерными величинами которого можно пренебрегать.

Существует также понятие механических сил, определяемых количественными мерами взаимодействия механического типа между материальными объектами.

Сила, как правило, подлежит описанию путем определения ее модуля и направлением движения и точкой, к которой прилагают ее, а также является векторной величиной.

Другой частью ответа на вопрос о том, что такое статика, является определение типа систем. Например, существует понятие уравновешенной системы, которая характеризуется постоянным наличием состояния покоя, даже под воздействием определенной силы.

Эквивалентные силы определяются способом их воздействия на твердый объект, а именно тип влияния должен быть одинаковым. Если же набор сил своим воздействием сопоставим с эквивалентом одной подобной величине, то такую силу именуют равнодействующей системой. Все типы воздействий делятся на внутреннюю и внешнюю форму.

Набор аксиом

Аксиомы статики – это набор важных постулатов, которые являются общепринятыми и определяют положение определенных установок.

Силовая система, которую прикладывают к определенной точке материи, может относиться к уравновешенному или эквивалентному нулю, если действие данной системы не может вывести тело из состояния покоя или придает ему инерционную форму. Чтобы приложить к объекту силы, но не нарушить его механический покой, необходимо пользоваться уравновешенной силовой системой.

Утверждения о наличии действия и противодействия гласят, что при любом воздействии одним телом на другое последнее будет оказывать противодействие в равносильном виде. Оно будет обладать аналогичной величиной, но «двигаться» в противоположном направлении.

Говоря о 2 силах, можно утверждать, что их приложение к общему телу будет уравновешенным только в случае, если их показатели воздействия обладают равной величиной и действуют, направляясь в противоположные направления, но находятся на одной прямой.

Понятие равнодействующей утверждает, что такими можно назвать силы, которые прикладываются к общей точке и обладают равной диагональю параллелограмма, построенного на силах, используемых в качестве сторон.

Постановка аксиомы затвердения гласит, что тела, подверженные деформации, но обладающие равновесием, будут им же располагать и после окончания процесса затвердения.

Еще одним основным понятием статики, принявшим форму закона, является аксиома о связях. Она утверждает, что состояние механического типа системы не будет изменяться, если освобождать ее от набора связей, но прикладывать туда же равнодействующие силы, аналогичные величине силы реакции связи.

Общее количество потенциала сил внутреннего типа соответствует нулю.

Главенствующие понятия

Основные понятия и определения статики утверждают, что тело может обладать уравновешенным состоянием, если оно пребывает в покое или передвигается по прямой линии равномерным образом в отношении к определенной системе отсчета инерциального характера.

В соответствии с утверждениями статики, материальный объект считается абсолютно твердым, поскольку изменения размерной величины тела, как правило, оказывают малое воздействие, а потому не сказываются значительным образом на изначальном его размере.

Наличие взаимосвязей

Любое тело может быть подвержено воздействию внешних сил и/или других материальных объектов, которые ограничивают способность к перемещению конкретного тела в «толще» пространства. Такое явление именуют связями. Они включают в себя понятие реакции связи, которое характеризуется как величина силы, воздействующая на тело и устанавливающая ограничение на его способность к передвижению. Если объект закрепить на шарнире, то сам шарнир будет считаться связью, а реакция связи будет определять себя в качестве силы, проходящей сквозь шарнирную ось.

Системное устройство сил

В физике определение статики - это ответвление механики, включающее в себя также понятие системы сил.

Если такую систему, влияющую на твердый объект, субъект может заменять на силовую систему другого типа и не изменять при этом механическое состояние тела, то саму систему можно назвать эквивалентной. Это понятие было рассмотрено выше, но в общих чертах. Если говорить более подробно об этом, то важно помнить, что любая система сил может быть заменима эквивалентной. Такая сила также называется основным вектором силовой системы. Главный момент по отношению к выбранному центру приведения образуется определенной парой сил. Общее значение главного момента соответствует сумме моментов каждой силы системы, относительно центральной точки приведения.

Баланс твердых тел

Утверждение о балансе твердого тела гласит, что рассматриваемый объект можно определять как пребывающий в равновесии в том случае, когда общий показатель суммы всех сил, которые прикладывают к этому объекту и его моментам, соответствует нулю. Любое смещение тела сразу же позволяет нам определять, что его баланс нарушен, а силы обладают потенциалом воздействия выше нуля.

Баланс целостной системы тела

Значение слова "статика" включает в себя также набор условий, при которых сохраняется состояние равновесия системы тел (или тела).

Создать запись условий, характеризующих равновесие системы, можно путем разделения твердого тела на отдельные фрагменты. Далее необходимо записать уравнения, характеризующие состояние равновесия как целостной системы, так и отдельных ее кусочков. Определение части системы позволяет выбирать между разными типами записей, форму их описания и расчетов.

Согласно утверждению 2-го закона Ньютона, можно определить, что тело пребывает в состоянии спокойствия или занято совершением равномерного прямолинейного движения, если геометрический показатель суммы внешнего набора сил, которые прикладывают к телу, соответствует нулю. В таком случае мы можем заключить, что силы, которые прикладывают к телу, уравновешиваются в ходе воздействия друг на друга. Расчеты по определению равнодействующей, предполагают в себе возможность приложения к центру массы тела, всех сил.

Тело, которое не подвергается вращению, может находиться в состоянии равновесия, если показатель каждой силы равнодействующей, прикладываемый к телу, равняется нулю.

Тело, способное вращаться по отношению к определенной оси, обладает равновесием, для которого ноль – это недостаточный показатель равнодействующей.

Влияние силы на вращение определяется не одной ее величиной, но и расстоянием от линии действия силы до оси вращения.

Существует правило моментов, которое гласит, что тело, обладающее неподвижной осью вращения, может находиться в состоянии равновесия, если сумма алгебраического характера каждого момента, приложенного к телу, в сумме и по отношению к относительной силе оси, соответствует нулю.

Взаимосвязь с теоретической механикой

Отвечая на вопрос «что такое статика?», необходимо упомянуть и о ее взаимосвязи с другими науками, одной из которых является теоретическая механика.
Статика входит в набор разделов теории механики, которая занимается изучением общих законов движения механического характера. А также обращает внимание на взаимодействие материальных объектов. По факту, эта наука позиционирует себя в качестве раздела физики; вбирает фундаментальный ряд основ, возведенных в статус аксиом. В ходе своего развития была выделена в самостоятельное научное направление и обладает широкой известностью, что обуславливается важностью приложений в отрасли естествознания и техники.

Связь с изучением сопротивления материалов

Основные понятия и определения, предмет статики тесно связаны с исследованиями в области определения свойств сопротивления материала и служат для этой науки в качестве основы, базы.

Сопротивление материалов – это отрасль механики, изучающая деформацию твердых объектов и обращающая внимание на методологию инженерного ряда расчетов, определяющих показатели прочности, жесткости и устойчивости тел. Одновременно старается соответствовать требованиям надежности, способности долго оставаться в рабочем состоянии, а также изучает вопрос экономичности конкретного материала.

Понятие динамики

В физике статика и динамика между собой являются тесно связанными, но в какой-то мере являются противоположными по способу описания состояния тела.

Динамика – это ответвление науки о механике, целью которой является изучение причин, способных вызвать движение механического типа. Динамика включает в себя оперирование понятиями об энергии, импульсе и его моменте, массе и силе.
Определение динамики и статики в физике имеет четкую характеристику, что обуславливается наличием выведенных наборов законов и аксиом, разделением по типу воздействия на тело и т. д.

Динамика может разделяться на несколько типов, одним из которых является, например, классическая динамика. Она описывает передвижение различного типа объектов, обладающих скоростью, посредством которой они могут преодолевать за секунду, расстояния от доли миллиметра до десятков и сотен километров. Динамика может применяться к различным областям изучения физической науки, например к теории твердых полей.

Основные понятия и определения статики

Определение статики

Статика – это раздел теоретической механики, в котором изучаются условия равновесия материальных тел, находящихся под действием сил, а также методы преобразования сил в эквивалентные системы для упрощения расчетов.

Собственно условия равновесия твердого тела представляют собой систему векторных уравнений:
векторная сумма сил, приложенных к телу равна нулю:
(1) ;
векторная сумма моментов этих сил относительно произвольного неподвижного центра O равна нулю:
(2) .
Нередко приложенные к телу силы распределены таким образом, что исследование этих уравнений представляет собой довольно громоздкую задачу. Например силы, возникающие в следствие земного притяжения, распределены по всем точкам тела пропорционально их массам. Для исследования приведенных выше уравнений нам пришлось бы учитывать бесконечное их число, действующих на каждую частицу тела. Но решение этой задачи можно упростить, если вместо реальных сил тяжести ввести расчетный вектор, равный сумме сил тяжести отдельных его частей, приложенный к центру масс. При этом мы заменим бесконечное число сил одной расчетной силой тяжести и получим, как говорят, эквивалентную систему сил. Суть такой замены состоит в том, что она позволяет упростить расчеты, не изменяя решений уравнений (1) и (2).

Таким образом, основной задачей статики является установление законов преобразования системы сил в эквивалентные системы с целью упрощения расчетов для решений уравнений равновесия.

Методы статики применяются не только для изучения неподвижных тел, но и для движущихся. Это связано с тем, что если заменить исходную систему сил на эквивалентную, то законы движения тела, или как говорят, кинематическое состояние тела, от этого не изменится. Поэтому методы статики применяются к любым механическим системам, состоящих из точек и твердых тел независимо от того, покоятся они или совершают движение. Эти методы позволяют привести исходную систему сил к эквивалентной с целью упрощения расчетов. Таким образом силы в статике и в теоретической механике являются чисто расчетными величинами. Они могут отличаться от реальных сил, действующих на тела, которые применяются в физике или теории упругости. Все эти методы применяются только к абсолютно твердым телам, пренебрегая возможными деформациями внутри самих тел.

Определения тел

Материальное тело – это некоторое количество вещества, которое заполняет какой-нибудь объем в пространстве и имеет границу.

Заметим, что под это определение подходит и твердое тело, и жидкость, и газ, заключенный в определенный объем.

Материальная точка – это материальное тело, обладающее массой, но размерами которого, в данных условиях, можно пренебречь.

Понятие материальной точки является моделью или упрощением. В одних задачах тело можно считать материальной точкой. В других задачах – это же тело считать точкой нельзя. Например, при изучении движения Земли вокруг Солнца, Землю, и Солнце можно считать материальными точками. Но в задачах, связанных с выведением спутников на орбиту, пренебрегать размерами Земли и строением ее атмосферы уже нельзя.

Положение материальной точки полностью описывается ее тремя координатами x, y, z, которые образуют некоторый вектор , проведенный из начала O заранее выбранной прямоугольной системы координат Oxyz в точку с координатами .

Твердое тело, или абсолютно твердое тело – это материальное тело, в котором расстояния между любыми точками остаются неизменными, даже при воздействии любых сил.

В статике и теоретической механике, если это особо не оговорено, все тела считаются абсолютно твердыми. Исключение составляют пружины. Но теоретическая механика не изучает состояние их деформации, а лишь использует законы (в частности закон Гука), установленные методами теории упругости и смежных наук.

Механическая система – это совокупность взаимодействующих между собой материальных тел, в котором положение и движение каждого тела зависят от положения и движения других материальных тел этой системы.

Кинематическое состояние

Состояние покоя – это состояние тела, при котором скорости всех его точек, относительно выбранной системы координат, равны нулю. При этом координаты всех точек имеют постоянные, не зависящие от времени значения.

Состояние движения тела – это состояние тела, при котором существуют его точки, которые движутся относительно выбранной системы координат с отличной от нуля скоростью.

Кинематическое состояние тела – это состояние покоя или движения. Два кинематических состояния тела считаются одинаковыми или равными, если закон движения любой точки в первом кинематическом состоянии совпадает с законом движения той же точки во втором состоянии.

Механическое воздействие

Механическое воздействие одного тела на другое – это такое воздействие, в результате которого могут происходить изменения скоростей точек тел без изменения их химического состава. Механическое воздействие может происходить при соприкосновении тел или на расстоянии – в результате действия электромагнитных или гравитационных полей.

Также действие пружины часто рассматривают как действие потенциального поля.

Сила – это мера механического воздействия тел, в результате которого свободное тело получает ускорение относительно инерциальной системы отсчета.

Действие силы на тело определяется двумя векторами – собственно вектором силы и точкой приложения A этой силы к телу. Точку приложения A также можно представить вектором , проведенным из начала отсчета O системы координат в точку A. В прямоугольной системе координат Oxyz, вектор задается тремя проекциями силы на оси координат. Как и всякий вектор, он имеет модуль и направление. Вектор также имеет модуль и направление. Но они зависят от выбора системы координат, поэтому особого физического смысла не имеют. В то время, как модуль силы определяет интенсивность механического воздействия и не зависит от выбора системы координат. Направление вектора силы относительно тела также не зависит от выбора системы отсчета.

Обычно силу обозначают как вектор . Но вектор в математике – это три числа: его проекции на оси системы координат . В теоретической механике важное значение имеет точка приложения силы. Поэтому под силой обычно подразумевают два вектора – саму силу , и точку ее приложения .

Линия действия силы – это прямая, параллельная вектору силы, проходящая через ее точку приложения.

На рисунке прямая BC – это линия действия силы F, приложенной в точке A. В статике, точку приложения силы можно перемещать вдоль ее линии действия, поскольку такое преобразование не меняет уравнений равновесия. А вот при изучении деформаций, перемещать точку приложения нельзя. В связи с этим вводят следующие определения.

Связанный вектор – это вектор, приложенный к определенной точке и не допускающий переноса в другие точки.

Скользящий вектор – это вектор, точку приложения которого можно перемещать вдоль линии его действия.

Свободный вектор – это вектор, точку приложения которого можно помещать в любую точку пространства.

Такм образом, если мы изучаем деформации в теле, то все приложенные к нему силы являются связанными векторами.
Но в задачах теоретической механики, мы изучаем скорости движения тел, считая их твердыми. Перемещение точки приложения силы вдоль линии ее действия не меняет уравнений движения. Поэтому силы в теоретической механике являются скользящими векторами.
Момент пары сил и угловая скорость вращения тела являются примерами свободных векторов.

Системы сил

Система сил – это совокупность нескольких сил, действующих на данное тело или систему тел.

Эквивалентные системы сил – это системы сил, под действием которых твердое тело находится в одинаковых кинематических состояниях ⇑.

Равнодействующая сила – это сила, эквивалентная некоторой системе сил.

Система взаимно уравновешивающихся сил – это система сил, которая не меняет кинематическое состояние ⇑ тела.

Внешние силы, действующие на механическую систему – это силы, действующие на тела рассматриваемой системы со стороны тел, не входящих в эту систему.

Внутренние силы, действующие на механическую систему – это силы, действующие на тела рассматриваемой системы со стороны тел, входящих в эту систему.

Например, если в качестве механической системы мы возьмем стол с лежащей на нем книгой, то силы тяжести, действующие на оба тела и сила давления поверхности пола на стол, являются внешними силами. А сила давления книги на стол и сила давления стола на книгу будут внутренними.

Использованная литература:
А. А. Яблонский, В.М. Никифорова, Курс теоретической механики, часть 1, статика, кинематика. Москва, «Высшая школа», 1966.

Автор: Олег Одинцов. Опубликовано: 07-06-2019

СТАТИКА - это... Что такое СТАТИКА?

- раздел механики, в к-ром изучается равновесие материальных тел, находящихся под действием сил, и условия эквивалентности систем сил. Равновесие изучается по отношению к системе отсчета, в к-рой определены все силы, действующие на материальные тела (напр., равновесие по отношению к Земле). Как и в динамике, в С. вводятся модели реальных тел. дающие возможность сводить задачи о равновесии к более простым. Такими моделями являются материальная точка, упруго деформируемое тело, абсолютно твердое тело, континуум, идеальная жидкость, вязкая жидкость и т. п. В зависимости от свойств материальных тел С. разделяется на С. твердого тела, С. упруго деформируемого тела, С. жидкости и газа. По своим методам исследования С. делится на геометрическую и аналитическую.
Геометрическая С. изучает геометрии, свойства систем сил (векторов сил), действующих на изучаемую систему материальных точек, построение эквивалентных систем сил, приведение их к простейшему виду и установление условий равновесия систем сил, а также тел, находящихся под действием сил. Важнейшей в геометрич. С. является С. абсолютно твердого тела.
В основе аналитической С. лежит понятие работы сил, действующих на систему материальных точек, на произвольном возможном перемещении системы. Основной принцип аналитич. С.- возможных, перемещений принцип.
Начало развития С. относится к глубокой древности и связано с именем греч. механика и математика Архимеда. Основные законы равновесия геометрич. С. установлены нидерл. механиком С. Стевином (S. Stevin) и франц. механиком и геометром Л. Пуансо (L. Poinsot). Первая общая формулировка принципа возможных перемещений принадлежит И. Бернулли (J. Bernoulli). Ж. Лагранж (J. Lagrange) дал первое доказательство принципа возможных перемещений и получил следствия о равновесии системы.

Лит.:[1] Пуансо Л., Начало статики, пер. с франц.. М.-П., 1920; [2] Бериулли И., Избранные сочинения по маханике, пер. с франц., М.- Л., 1937: [3] Лагранж Ж., Аналитическая механика, т. 1, пер. с франц., М.- Л., 1950; [4] Остроградский М. В., Общие соображения относительно моментов сил, в кн.: Остроградский М. И. Избранные труды, М., 1958; [5] Жуковский Н. К., Теоретическая механика, 2 изд., М.-Л., 1952; [6] Чаплыгин С. А., Курсы лекций по теоретической механике, в кн.: Чаплыгин С. А., Собр. соч., т. 4, М.-Л., 1949; [7] Аппел ь П., Теоретическая механика, т. 1, пер. с франц., М., 1960.
Е. Н. Березкин.

Математическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. И. М. Виноградов. 1977—1985.

Статика - это... Что такое Статика?

представляет собой тот отдел механики, в котором рассматриваются условия равновесия сил, приложенных к телу. При равновесии сил требуется, чтобы ни одна точка тела не имела ускорения. Если рассматриваемое тело есть свободная материальная точка, то для равновесия приложенных к ней сил необходимо, чтобы их геометрическая сумма (см.) или равнодействующая была равна нулю. Если материальная точка не может сходить с гладкой поверхности, то, при положениях равновесия, геометрическая сумма приложенных к ней сил должна быть равна и прямо противоположна реакции поверхности, а так как реакция гладкой поверхности направлена по нормали, то и геометрическая сумма приложенных к точке сил должна быть направлена по нормали. В этом состоит условие равновесия сил, приложенных к материальной точке, остающейся на гладкой поверхности. Если имеем систему, состоящую из n материальных точек, связанных между собою p механическими связями, то число условий равновесия, которым должны удовлетворять силы в случае равновесия, должно быть равно 3n—p=k, т. е. числу степеней свободы (см.) системы. Эти условия равновесия могут быть получены или из уравнений равновесия, число которых равно 3n, или же помощью начала возможных перемещений (см. Виртуальные перемещения), примененного к рассматриваемой системе. В случае свободной неизменяемой системы или свободного твердого тела число степеней свободы равно шести, а потому таково же число условий равновесия свободного твердого тела. Три из этих условий выражают, что равны нулю проекции на оси координат главного вектора всех приложенных к телу сил; другие три условия выражают, что равны нулю проекции на оси координат главного момента сил вокруг какой-либо точки. Говоря иначе, для равновесия сил, приложенных к свободному твердому телу, необходимо, чтобы были равны нулю главный вектор и главный момент их вокруг любой точки. Если твердое тело несвободно, а опирается на опоры, то нужно принять во внимание реакции этих опор. Все это излагается в курсах теоретической механики и в специальных курсах С.; там же рассматриваются также и вопросы о том, каким образом можно уравновесить данную совокупность сил, приложенных к твердому телу. Оказывается, что в тех случаях, когда главный момент сил перпендикулярен к главному вектору их, то можно найти такую прямую линию, параллельную главному вектору (центральную ось), вокруг точек которой главный момент сил равен нулю. Данная совокупность сил может быть в этом случае уравновешена одной силой, равной и прямо противоположной главному вектору и приложенной к любой точке центральной оси. Если главный вектор совокупности сил равен нулю, но главный момент не равен нулю, то совокупность сил может быть уравновешена парой сил. Если ни главный момент, ни главный вектор не равны нулю, то всегда можно уравновесить совокупность сил двумя силами, и притом весьма различным образом. Можно также в этих случаях уравновесить совокупность сил одной силой и одной парой сил. Кроме того, всегда можно найти такую прямую линию, параллельную главному вектору, что главный момент вокруг любой точки этой прямой будет параллелен главному вектору. Такая прямая линия называется центральной осью данной совокупности сил. Силы эти можно уравновесить парой сил, момент которых противоположен и равен центральному главному моменту, и одной силой, равной и противоположной главному вектору и приложенной к любой точке центральной оси. Если к твердому телу приложены параллельные силы, главный вектор которых не равен нулю, то эту совокупность можно уравновесить одной силой, противоположной и равной их равнодействующей. В этом случае можно найти такую точку, положение которой не изменится при перемене общего направления параллельных сил; такая точка называется центром параллельных сил. В С., кроме равновесия сил, приложенных к твердому телу, рассматриваются также вопросы о равновесии гибких нитей, гибких поверхностей и других деформируемых упругих и неупругих тел, а также жидкостей.

Д. Б.

СТАТИКА - это... Что такое СТАТИКА?

Статика что это? Значение слова Статика

Значение слова Статика по Ефремовой:

Статика — 1. Раздел теоретической механики, изучающий законы равновесия тел.
2. Равновесие тел под действием приложенных к ним сил (в физике).

1. Отсутствие движения, состояние покоя. неподвижность.
2. перен. Отсутствие развития.

Значение слова Статика по Ожегову:

Статика — Раздел механики, изучающий законы равновесия тел под действием приложенных к ним сил

Статика Состояние покоя в какой-нибудь определенный момент Lib

Статика в Энциклопедическом словаре:

Статика — (греч. statike) — раздел механики, в котором изучаются условияравновесия тел под действием сил. Кроме статики твердого тела различаютстатику жидкостей (гидростатику) и статику газов (аэростатику).

Значение слова Статика по словарю Ушакова:

СТАТИКА
статики, мн. нет, ж. (греч. statike-равновесие). 1. Отдел теоретической механики, учение об условиях равновесия тел (мех.). 2. Состояние покоя для данного момента. противоп. динамика во 2 знач. (науч.).

Значение слова Статика по словарю Даля:

Статика
ж. греч. начала механики, наука о равновесии, покое. -тический, к ней относящ. Статистика, наука о силе и богатстве государства, о состоянии его в данную пору. история и география в известный срок. -тический, к сему относящ. Статистик, ученый, писатель, занимающийся сею наукой. Статист, -тка, актер, актриса без речей, немой лицедей.

Значение слова Статика по словарю Брокгауза и Ефрона:

Статика — представляет собой тот отдел механики, в котором рассматриваются условия равновесия сил, приложенных к телу. При равновесии сил требуется, чтобы ни одна точка тела не имела ускорения. Если рассматриваемое тело есть свободная материальная точка, то для равновесия приложенных к ней сил необходимо, чтобы их геометрическая сумма (см.) или равнодействующая была равна нулю. Если материальная точка не может сходить с гладкой поверхности, то, при положениях равновесия, геометрическая сумма приложенных к ней сил должна быть равна и прямо противоположна реакции поверхности, а так как реакция гладкой поверхности направлена по нормали, то и геометрическая сумма приложенных к точке сил должна быть направлена по нормали. В этом состоит условие равновесия сил, приложенных к материальной точке, остающейся на гладкой поверхности. Если имеем систему, состоящую из n материальных точек, связанных между собою p механическими связями, то число условий равновесия, которым должны удовлетворять силы в случае равновесия, должно быть равно 3 n—p=k, т. е. числу степеней свободы (см.) системы. Эти условия равновесия могут быть получены или из уравнений равновесия, число которых равно 3 n, или же помощью начала возможных перемещений (см. Виртуальные перемещения), примененного к рассматриваемой системе. В случае свободной неизменяемой системы или свободного твердого тела число степеней свободы равно шести, а потому таково же число условий равновесия свободного твердого тела. Три из этих условий выражают, что равны нулю проекции на оси координат главного вектора всех приложенных к телу сил. другие три условия выражают, что равны нулю проекции на оси координат главного момента сил вокруг какой-либо точки. Говоря иначе, для равновесия сил, приложенных к свободному твердому телу, необходимо, чтобы были равны нулю главный вектор и главный момент их вокруг любой точки. Если твердое тело несвободно, а опирается на опоры, то нужно принять во внимание реакции этих опор. Все это излагается в курсах теоретической механики и в специальных курсах С.. там же рассматриваются также и вопросы о том, каким образом можно уравновесить данную совокупность сил, приложенных к твердому телу. Оказывается, что в тех случаях, когда главный момент сил перпендикулярен к главному вектору их, то можно найти такую прямую линию, параллельную главному вектору (центральную ось), вокруг точек которой главный момент сил равен нулю. Данная совокупность сил может быть в этом случае уравновешена одной силой, равной и прямо противоположной главному вектору и приложенной к любой точке центральной оси. Если главный вектор совокупности сил равен нулю, но главный момент не равен нулю, то совокупность сил может быть уравновешена парой сил. Если ни главный момент, ни главный вектор не равны нулю, то всегда можно уравновесить совокупность сил двумя силами, и притом весьма различным образом. Можно также в этих случаях уравновесить совокупность сил одной силой и одной парой сил. Кроме того, всегда можно найти такую прямую линию, параллельную главному вектору, что главный момент вокруг любой точки этой прямой будет параллелен главному вектору. Такая прямая линия называется центральной осью данной совокупности сил. Силы эти можно уравновесить парой сил, момент которых противоположен и равен центральному главному моменту, и одной силой, равной и противоположной главному вектору и приложенной к любой точке центральной оси. Если к твердому телу приложены параллельные силы, главный вектор которых не равен нулю, то эту совокупность можно уравновесить одной силой, противоположной и равной их равнодействующей. В этом случае можно найти такую точку, положение которой не изменится при перемене общего направления параллельных сил. такая точка называется центром параллельных сил. В С., кроме равновесия сил, приложенных к твердому телу, рассматриваются также вопросы о равновесии гибких нитей, гибких поверхностей и других деформируемых упругих и неупругих тел, а также жидкостей. Д. Б.

Статика — Так называют в сельском хозяйстве учение о поддержании равновесия между истощением и возмещением плодородия почвы. Начало С. относится ко временам Тэера, из хозяйства которого в Мёглине расходились не только по Германии, но и по другим странам разные сельскохозяйственные положения, которые признавались современниками почти догмами. Все эти догмы истекали из той основной мысли, что растение живет и питается так называемым гумусом — перегноем [Почвы торфяные, болотные, хотя в них всего больше перегноя, Тэер не считал за плодородные.], продуктом разложения растительных или животных остатков. Отсюда — все заботы хозяев о накоплении в почве возможно большего количества гумуса. Самый большой расход в почве последнего, как предполагалось, происходил от культуры растений хлебных, масличных и прядильных. Такие культуры старались возможно ограничивать, вводя на место их посевы кормовых трав, так как последние имеют длинные корни, оставляют после себя много остатков, способны к образованию гумуса и дают возможность содержать больше скота, а, следовательно, получать и больше навоза. Навоз же, пo Тэеру, считался самым лучшим гумусом. Сперва сам Тэер, а потом его последователи, чтобы хозяевам-практикам дать, так сказать, программу для распределения растений по полям, составили так называемую С. Эта С. имела целью показать приход и расход почвы — приход вследствие непосредственного унаваживания полей, снабжения гумусом от дикорастущих растений (пар, залежь), от остатков корней культурных растений. расход — от культуры тех или других растений, урожаи которых так или иначе отчуждались от хозяйства. Из лиц, трудившихся над разработкою С., особенно замечательны, кроме самого Тэера, Вульфен, Бургер, Швейцер, Клеман, Веккерлин, Хлубек и в особенности Пабст. Каждый из них в положительных цифрах определял, насколько истощает почву рожь, овес, пшеница и пр. и, с другой стороны, насколько обогащают ее кормовые травы — клевер, люцерна, шпергель, тимофеевка, а равно пар и залежь. Знание этих цифр составляло верх понимания рационального хозяйства, а вопрос, откуда и каким путем создалась такая приходо-расходная книга почвы, — мало кого интересовал. Целое полустолетие так называемые рациональные хозяева вели учет своему хозяйству по цифрам С., особенно С. Пабста, пользовавшейся в то время наибольшею популярностью. Даже профессора сельскохозяйственных академий не только не восставали против С., напротив, вводили ее в свои курсы и учили, как делать учет полеводства. Мы коснемся лишь главнейших из С., которые применялись на практике и в наших русских хозяйствах. Так как практики требовали от теории рецептов, которые показывали бы, сколько они должны возвращать почве питательных веществ в виде того или другого удобрения при различных севооборотах, чтобы не истощать ее и удовлетворять условиям равновесия, то Тэер, основатель первого такого систематического учения, решился предложить цифры, которые он вывел, исходя a priori из того положения, что истощение почвы колосовыми хлебами находится в прямом отношении с содержанием зернами последних питательных веществ. По данным тогдашнего анализа последних, заключалось в 100 ф. пшеницы — 83,4 ф., ржи — 70,8 ф., ячменя — 65,73 и овса — 63,46 ф. Отсюда если питательность ржи, а следовательно, и запрос ее на питательные вещества в почве (или истощение, производимое ею) принять за 100, то такою же цифрою для пшеницы будет 127, для ячменя 80, а для овса 77. Эти цифры выражают только относительную истощаемость почвы растениями. оставалось неизвестным, сколько нужно было положить навоза, чтобы вполне вознаградить почву за принесенный ею урожай. Для этой цели за единицу абсолютного истощения, производимого каждым растением, Тэер принял 2 центнера хлевного навоза, названные им градусом. Основываясь на некоторых опытных данных, он вывел, что 1 шеффель (2 четверика) пшеницы, взятый с 1 моргена (1/4 десятины) истощает почву на 6,5° = 13 центнерам навоза. 1 шеффель ржи истощает почву на 5,0° = 10 центнерам навоза. 1 шеффель ячменя истощает почву на 3,5° = 7 центнерам навоза. 1 шеффель овса истощает почву на 2,5° = 5 центнерам навоза. Другими словами, чтобы почва не истощалась культурой, ей следует возвращать за каждый шеффель пшеничного зерна 13 центн. навоза на морген, ржи — 10 центн., ячменя — 7 центн. и за каждый шеффель овса — 5 центн. хлевного навоза от рогатого скота. Подобным же образом Тэер дошел до убеждения, что один год культуры клевера обогащает почву на пространстве одного моргена на 10°, или 20 центн. хлевного навоза. такое же обогащение производит один год выгона, один год пара и 1 воз навоза в 20 центн. По этим данным учитывались все севообороты. Вот примеры такого учета:

Морген в клине	Приход в почву	Расход
1-ый год. Пар, удобренный 10 фурами навоза	= 10° + 100° = 110°	—
2-й год. Озимь. урожай = 10 шеффелям ржаного зерна	= —	55°
3-й год. Красный клевер	= 10°	10°
4-й год. Овес. урожай = 10 шеффелям	= —	25°
5-й год. Овес. урожай = 6 шеффелям	= —	15°
Итого =	= +120°	—95°

Так как 120° — 95 = 25°, то при таком севообороте и удобрении почва не только не уменьшается в своем плодородии, но даже увеличивается на 25х2 = 50 центн., или 125 пуд. хлевного навоза через каждые 5 лет. По этим же данным хозяева соображали, под какое растение следует класть удобрениe, смотря по тому, в каком отношении находятся приход и расход почвы после каждого урожая и какое количество градусов требуется данным растением для принесения известной жатвы. Однако время от времени появлялись жалобы хозяев, что их вычисления на бумаге не соответствуют действительности. Тэер решился, кроме содержания гумуса в почве, ввести новый элемент, обусловливающий урожайность, это — деятельность (Thaetigkeit) почвы. Он стал говорить, что урожай есть результат совместного действия богатства (гумуса) почвы (б) и ее деятельности (д), словом, урожай у = д Х б. Из ближайших учеников Тэера его теорию особенно подробно развил Вульфен, который, однако, усложнил дело малопонятными для хозяев-практиков математическими формулами и изменил прежнюю простую С. Тэера до неузнаваемости. Гораздо более посчастливилось со С. агроному 40-х годов — Пабсту, известному особенно по его многим учебникам, из которых два (общее земледелие и разведение крупного рогатого скота) переведены на русский язык. Последний на основании многочисленных опытов дал схему для определения истощения и обогащения почвы разными культурными растениями. Он все растения расклассифицировал на 2 главные группы, из коих одна заключает в своей среде растения, истощающие в различных степенях, а во второй группе — поместил растения, обогащающие почвы. Первая группа, в свою очередь, имеет 4 подразделения, а именно: а) растения, сильно истощающие почву, куда Пабст относит лен, коноплю, мак, цикорий, морковь, турнепс и т. д., которые требуют на каждую занятую ими десятину 950—1200 пд. навоза. б) умеренно истощающие: рапс, табак, свекловица и пр., требующие 720—900 пд. навоза. в) мало истощающие: горох, гречиха, вика и пр., требующие навоза в количестве 480—660 пд. и г) еще менее истощающие: семенной клевер, кормовая рожь и пр., довольствующиеся всего 240—420 пд. навоза на десят. Вторая группа распадается на то же число подразделений, причем к первому отнесены растения, обогащающие почву в малой степени (300—420 пд. навоза) — однолетний выгон и многолетнее пастбище. в средней (500—600 пд.) степени: красный и белый клевер, эспарцет в некоторых случаях, многолетний выгон. в большой (720—1100 пд.): люцерна, эспарцет и, наконец, один год черного пара приравнен действию 300—400 пд. навоза на каждую вышедшую из-под него десятину. Применение этой С. видно из следующего расчета, которым решается вопрос, сколько требуется удобрения и когда его следует класть при следующем севообороте.

	Пудов навоза
1. Картофель (удобрен. 2400 пуд. навоза) лишает почву на	800. 2400 — 800 = 1600 пуд.
2. Ярь лишает почву на	750. 1600 — 750 = 850 пуд.
3 и 4. Клевер обогащает почву на	600. 850 + 600 = 1450 пуд.
5. Озимь истощает почву на	840. 1450 — 840 = 610 пуд.
6. Пар обогащает почву на	360. 610 +360 2400 = 3370 пуд. [На пар вывозится до 2400 пд. навоза]
7. Озимь истощает почву на	840. 3370 — 840 = 2530 пуд.
8. Свекловица истощает почву на	800. 2530 — 800 = 1730 пуд.
9. Вика с овсом истощает почву на	360. 1730 — 360 = 1370 пуд.
10. Гречиха истощает почву на	540. 1370 — 540 = 830 пуд.
11 и 12. Выгон обогащает почву на	500. 830 + 500 = 1330 пуд.
13. Овес истощает почву на	750. 1330 — 750 = 580 пуд.

Складывая цифры, показывающие, насколько каждое растение истощает почву, и вычитая из полученной суммы количество навоза, на которое почва обогащается кормовыми травами и паром, можно найти то количество удобрения, которое должно вывозиться в поле. Что же касается вопроса, под какие именно растения должно быть внесено удобрение, то это определяется простым сравнением остатка навоза в почве от предыдущего растения с количеством первого, требуемым растением последующим. Если этот остаток менее, то удобрение должно быть положено немедленно. Зная количество удобрения, потребное севооборотом и доставляемое последним, по С. Пабста хозяин мог рассчитать, сколько ему нужно иметь лугов, а отсюда — сколько следует держать в хозяйстве крупного рогатого скота. Рассмотренные нами С. Тэера и Пабста можно назвать С. немецкими. Из них первой придерживались в начале текущего столетия, а второй — до 50-х годов. статика Пабста и до сих пор не брошена окончательно: хотя она не стоит в уровень с современными знаниями, тем не менее указывает некоторый путь к определению поддержания равновесия в почве. Довольно замечательно, что авторы всех С. весьма большую группу кормовых растений бобовых причисляли к числу обогащающих, а не истощающих растений, так что то, что подмечено практикою больше инстинктивно, в настоящее время блестяще подтвердилось наукою. Все эти С. держались, так сказать, неприкосновенно до появления в 1840 г. книги Либиха, где он изложил начала своей минеральной теории (см.). Но так как Либих в первых изданиях своей книги не касался подробностей земледелия, а имел в виду лишь поколебать основания господствовавшей в то время гумусовой теории питания растений, то его учение скорее произвело свое действие в кругу ученых, а не сельских хозяев-практиков. Последние продолжали рассуждать совершенно по-прежнему, т. е. по-Тэеровски. Либих долгое время молчал, и лишь в 1857 году он представил тогдашнее состояние сельского хозяйства в 13 письмах, в которых обозвал европейское полеводство "хищническим". Чтобы доказать свое положение, Либих коснулся самых существенных сторон господствовавшего в его время агрономического учения, критически разобрал его догмы и, хотя позволял себе увлечения, тем не менее, высказал много истин, которые всегда будут иметь свое значение и силу. Его минеральная теория совершенно перевернула все С. как немецкой — Тэеровской школы, — ставившей жизнь растения в зависимость от гумуса, так и французской, подчинявшей ее почти исключительно атмосферному и почвенному азоту. Либих учил, что для получения хороших с поля урожаев необходимо, чтобы в почве был налицо целый ряд минеральных веществ. Таких веществ он насчитывает 8 и сравнивает их с 8 кольцами цепи. Если одно кольцо слабо, то цепь рвется, и недостающее кольцо, таким образом, является главным, так как без него колесо не приводит в движение машину. Крепость цепи, таким образом, в зависимости от самого слабого кольца. И действительно, давно замечено, что если какой-либо процесс зависит от нескольких одинаково необходимых условий и если все условия будут в сильном развитии, за исключением одного, то ход процесса будет согласоваться с этим последним — другими словами, будет находиться также в минимуме (см. Удобрение). С подобными выводами, конечно, не вяжутся учения С., подчиняющие жизнь растения одной какой-либо составной части почвы, будет ли то азот, кали, фосфорная кислота или такое неопределенное, сложное и постоянно меняющееся вещество, как гумус. Все они необходимы для растения, как составные части почвы, но не в отдельности взятые, а в совокупности со всеми другими условиями, и недостаток одного такого ингредиента, а тем более отсутствие, парализует действие всех остальных. Но не все тезисы учения Либиха могут считаться непогрешимыми. Так, напр., Либих очень нападает на учение современных ему агрономов, что некоторые культурные растения, напр., кормовые из семейства бобовых, причисляются к разряду не только не истощающих, но даже обогащающих почву растений. Так, по С. напр. Пабста, обогащение поля после клевера определяется в 300, а после люцерны в 900 пд. навоза на том основании, что после этих растений хлебные родятся хорошо без всякого добавочного удобрения. По Либиху, такое обогащение только кажущееся. Клевер, как и хлебные растения, требует для своего произрастания некоторого количества фосфорной кислоты, извести, кали и магнезии. Он содержит в себе те же вещества, что и хлебные растения, некоторый избыток калия, извести и серной кислоты, и все эти вещества клевер берет из почвы. Следовательно, в отношении почвы это растение, равно как и другие кормовые травы, не обогащает, а истощает почву. Против постановки вопроса в таком виде, конечно, спорить нельзя. но в то же время нельзя отрицать благодетельного влияния бобовых растений на плодородие почвы, которое так искусно подмечено было практиками и которое в настоящее время подтверждено и со стороны теории. Именно, что бобовые растения суть могучие собиратели одного из самых ценных и дорогих питательыых элементов, каким считался и самим Либихом атмосферный азот, не только связанный (аммиак, азотная кислота), но и свободный, что тогда совершенно было необъяснимо. Поэтому нападки Либиха на травосеяние были преждевременны: если неверна оценка полезного действия кормовых растений в том смысле, как понимали создатели С., то, с другой стороны, исторически верно, что травосеяние содействует сохранению в почве плодородия. Но мы не упомянули еще о другом основном положении учения Либиха, которое имеет ближайшее отношение ко всем С. Пo Либиху, только то хозяйство рационально, которое держится правила: "что взял, то и отдай", разумея при этом возврат минеральных составных частей почвы, отнимаемых у последней урожаями сельскохозяйственных растений. Этот закон, понятно, сохраняет, в общем, вполне свою силу и по настоящее время, но если возвращать, точно придерживаясь учета урожаев (т. е. взятого ими из почвы количества минеральных веществ), то довольствование таким учетом не спасло бы почву от истощения или, во всяком случае, от заметного уменьшения урожайности возделываемых на ней растений, так как определить, в каком именно количестве должны находиться в почве те или другие ее составные части, чтобы в одно и то же время не истощать почвы и получать довольно высокие урожаи, мы не можем в силу недостаточной еще разработанности аналитических методов. В том-то и состоит ошибка авторов всех С., что они, не имея в своем распоряжении вполне действительных цифр, пытались все-таки нормировать отношения возделываемых растений к почве, и наоборот. Современное объяснение этого вопроса, имеющего весьма важное практическое и теоретическое значение, вылившееся в еще не вполне сложившуюся и формулированную теорию обеспечения будущих урожаев, см. в ст. Удобрение. А. С.

Определение слова «Статика» по БСЭ:

Статика (от греч. statike — учение о весе, о равновесии)
раздел механики, посвященный изучению условий равновесия материальных тел под действием сил. С. разделяют на геометрическую и аналитическую. В основе аналитической С. лежит возможных перемещении принцип, дающий общие условия равновесия любой механической системы. Геометрическая С. основывается на т. н. аксиомах С., выражающих свойства сил, действующих на материальную частицу и абсолютно твёрдое тело, т. е. тело, расстояния между точками которого всегда остаются неизменными. Основные аксиомы С. устанавливают, что: 1) две силы, действующие на материальную частицу, имеют равнодействующую, определяемую по правилу параллелограмма сил. 2) две силы, действующие на материальную частицу (или абсолютно твёрдое тело), уравновешиваются только тогда, когда они одинаковы по численной величине и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны. 3) прибавление или вычитание уравновешенных сил не изменяет действия данной системы на твёрдое тело. При этом уравновешенными называются силы, под действием которых свободное твёрдое тело может находиться в покое по отношению к инерциальной системе отсчёта.
Методами геометрической С. изучается С. твёрдого тела. При этом рассматриваются решения следующих двух типов задач: 1) приведение систем сил, действующих на твёрдое тело, к простейшему виду. 2) определение условий равновесия сил, действующих на твёрдое тело.
Необходимые и достаточные условия равновесия упруго деформируемых тел, а также жидкостей и газов рассматриваются соответственно в упругости теории, гидростатике и аэростатике.
К основным понятиям С. относится понятие о силе, о моменте силы относительно центра и относительно оси и о паре сил. Сложение сил и их моментов относительно центра производится по правилу сложения векторов. Величина R, равная геометрической сумме всех сил F_k, действующих на данное тело, называется главным вектором этой системы сил, а величина М₀, равная геометрической сумме моментов m₀(F_k) этих сил относительно центра O, называется главным моментом системы сил относительно указанного центра:
R = &sum. F_k, M₀ = &sum. m₀(F_k).
Решение задачи приведения сил даёт следующий основной результат: любая система сил, действующих на абсолютно твёрдое тело, эквивалентна одной силе, равной главному вектору R системы и приложенной в произвольно выбранном центре О, и одной паре сил с моментом, равным главному моменту M₀ системы относительно этого центра. Отсюда следует, что любую систему действующих на твёрдое тело сил можно задать её главным вектором и главным моментом. Этим результатом широко пользуются на практике, когда задают, например, аэродинамические силы, действующие на самолёт или ракету, усилия в сечении балки и др.
Простейший вид, к которому можно привести данную систему сил, зависит от значений R и M₀. Если R = 0, а M₀ &ne. 0, то данная система сил заменяется одной парой с моментом M₀. Если же R &ne. 0, а M₀ = 0 или M₀ &ne. 0, но векторы R и M₀взаимно перпендикулярны (что, например, всегда имеет место для параллельных сил или сил, лежащих на одной плоскости), то система сил приводится к равнодействующей, равной r.
Наконец, когда R &ne. 0, M₀ &ne. 0 и эти векторы не взаимно перпендикулярны, система сил заменяется совокупным действием силы и пары (или двумя скрещивающимися силами) и равнодействующей не имеет.
Для равновесия любой системы сил, действующих на твёрдое тело, необходимо и достаточно обращение величины R и M₀ в нуль. Вытекающие отсюда уравнения, которым должны удовлетворять действующие на тело силы при равновесии, см. в ст. Равновесие механической системы. Равновесие системы тел изучают, составляя уравнения равновесия для каждого тела в отдельности и учитывая закон равенства действия и противодействия. Если общее число реакций связей окажется больше числа уравнений, содержащих эти реакции, то соответствующая система тел является статически неопределимой. для изучения её равновесия надо учесть деформации тел.
Графические методы решения задач С. основываются на построении многоугольника сил и верёвочного многоугольника.
Лит.: Пуансо Л., Начала статики, П., 1920. Жуковский Н. Е., Теоретическая механика, 2 изд., М. — Л., 1952. Воронков И. М., Курс теоретической механики, 9 изд., М., 1961. Тарг С. М., Краткий курс теоретической механики, 9 изд., М., 1974. см. также лит. при ст. Механика.
С. М. Тарг.

Что это такое статика

Статика - это... Что такое Статика?

Аксиомы статики

Следствия

Основные понятия

Связи

Системы сил

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); Условие равновесия твёрдого тела

Условие равновесия системы тел

Связь с другими науками

См. также

Примечания

Ссылки

СТАТИКА - это... Что такое СТАТИКА?

СТАТИКА - это... Что такое СТАТИКА?

Статика - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи

Оглавление:

Основные теоретические сведения

Основы статики

Момент силы. Правило моментов

Рычаги и блоки

Центр тяжести тела

Что такое статика? Определение и основные понятия :: SYL.ru

Введение

Главные задачи

Набор аксиом

Главенствующие понятия

Наличие взаимосвязей

Системное устройство сил

Баланс твердых тел

Баланс целостной системы тела

Взаимосвязь с теоретической механикой

Связь с изучением сопротивления материалов

Понятие динамики

Основные понятия и определения статики

Определение статики

Определения тел

Кинематическое состояние

Механическое воздействие

Системы сил

СТАТИКА - это... Что такое СТАТИКА?

Статика - это... Что такое Статика?

СТАТИКА - это... Что такое СТАТИКА?

СТАТИКА - это... Что такое СТАТИКА?

Статика что это? Значение слова Статика

Значение слова Статика по Ефремовой:

Значение слова Статика по Ожегову:

Статика в Энциклопедическом словаре:

Значение слова Статика по словарю Ушакова:

Значение слова Статика по словарю Даля:

Значение слова Статика по словарю Брокгауза и Ефрона:

Определение слова «Статика» по БСЭ:

Смотрите также

Условие равновесия твёрдого тела