Статика (от греч. statike - учение о весе, равновесии) - раздел
механики, посвящённый изучению условий равновесия материальных
тел под воздействием сил.
В зависимости от положенных в основу принципов статики разделяют на аналитическую
и геометрическую. В основе аналитической статики лежит возможных перемещений
принцип, дающий общие условия равновесия любой механич. системы.
Геометрическая статика основывается на т. н. аксиомах статики, выражающих свойства сил, действующих
на материальную частицу и абсолютно твёрдое тело, т. е. тело, расстояния
между точками к-рого всегда остаются неизменными. Осн. аксиомы статики: 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 величине и направлены вдоль одной прямой в противоположные
стороны; 3) прибавление или вычитание уравновешенных сил не изменяет действия
данной системы сил на твёрдое тело. При этом уравновешенными наз. силы,
под действием к-рых свободное твёрдое тело может находиться в покое по
отношению к инерциальной системе отсчёта.
Методами геометрической статики изучается статика 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. Геометрическую статику можно также строить
непосредственно исходя из Ньютона законов механики, и вытекающих
из этих законов общих теорем динамики.
Необходимые и достаточные условия равновесия упруго деформируемых тел,
а также жидкостей и газов рассматриваются соответственно в упругости
теории, гидростатике и аэростатике.
К осн. понятиям статики относятся понятия 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
геом. сумме всех сил Fk, действующих на данное тело,
наз. гл. вектором этой системы сил, а величина М0, равная
геом. сумме моментов
этих сил относительно центра О, наз. гл. моментом системы сил относительно
указанного центра:
Решение задачи приведения сил даёт следующий осн. результат: любая система
сил, действующих на абсолютно твёрдое тело, эквивалентна одной силе, равной
гл. вектору R системы и приложенной в произвольно выбранном центре О, и
одной паре сил с моментом, равным гл. моменту М0 системы
относительно этого центра. Отсюда следует, что любую систему действующих
на твёрдое тело сил можно задать её гл. вектором и гл. моментом,- результат,
к-рым широко пользуются на практике при задании, напр., аэродинамич. сил,
действующих на самолёт или ракету, усилий в сечении балки и др.
Простейший вид, к к-рому приводится данная система сил, зависит от значений
R и М0. Если R = 0,
, то данная система сил заменяется одной парой с моментом М0. Если
, а М0= 0 или,
но векторы R и М0 взаимно перпендикулярны (что,
напр., всегда имеет место для параллельных сил или сил, лежащих в одной
плоскости), то система приводится к одной равнодействующей, равной R. Наконец,
когда R
0, М0
0 и эти векторы не взаимно перпендикулярны, система сил заменяется
совокупным действием силы и пары сил (или двумя скрещивающимися силами)
и равнодействующей не имеет.
Для равновесия любой системы сил, действующих на твёрдое тело, необходимо
и достаточно обращение величин R и М0 в нуль.
Вытекающие отсюда ур-ния, к-рым должны удовлетворять действующие на тело
силы при равновесии, см. в ст. Равновесие механической системы [ур-ния
(1)]. Равновесие системы тел изучают, составляя ур-ния равновесия для каждого
тела в отдельности и учитывая закон равенства действия и противодействия.
Если общее число реакций связей окажется больше числа ур-ний, содержащих
эти реакции, то соответствующая система тел является статически неопределимой;
для изучения её равновесия надо учесть деформации тел. Графич. методы решения
задач статики основываются на построении многоугольника сил и верёвочного многоугольника.
Литература по статике
Боли Б., Уэйнер Дж., Теория температурных напряжений, пер. с англ., М., 1964;
Бухгольц H. H., Основной курс теоретической механики, ч. 1, 9 изд., ч. 2, 6 изд., M., 1972;
Веселовский И. H., Очерки по истории теоретической механики, M., 1974;
Д'Аламбер Щ., Динамика, пер. с франц., M.- Л., 1950;
Жуковский Н. Е., Теоретическая механика 2 изд., М.- Л., 1952;
Лойцянский Л. Г..Лурье А. И. Курс теоретической механики, т. 1, 8 изд., М., 1982
Галилей Г., Соч., [пер. с итал.], т. 1, M.- Л., 1934;
Эйлер Л., Основы динамики точки, пер. с лат., М.- Л., 1938;
История механики с древнейших времен до конца XVIII в., M., 1971;
Ильюшин А. А., Пластичность. Основы общей математической теории, М., 1963;
Ивлев Д. Д., Быковцев Г. И., Теория упрочняющегося пластического тела, М., 1971;
Кадашевич Ю. И., Новожилов В. В., Теория пластичности, учитывающая остаточные микронапряжения, "ПММ", 1958, т. 22, с. 78;
Кочин H. E., Кибель И. A., Pозе H. В., Теоретическая гидромеханика, ч. 1, 6 изд., ч. 2, 4 изд., M., 1963;
Лагранж Ж., Аналитическая механика, пер. с франц., т. 1-2, 2 изд., M.- Л., 1950;
Механика в СССР за 50 лет, т. 1-3, M., 1968-72;
Прандтль Л., Гидроаэромеханика, пер. с нем., M., 1949;
Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа, 5 изд., M., 1978,
Кларк Д., Макчесни M., Динамика реальных газов, пер. с англ., M., 1967;
Седов Л. И., Механика сплошной среды, т. 1-2, 4 изд., M., 1983-84.
Ляв А. Математическая теория упругости, пер. с англ., М.- Л., 1935;
Стретт Дж. В. (лорд Рэлей), Теория звука, пер. с англ., 2 изд., т. 1-2, М., 1955;
Соколовский В. В., Теория пластичности, 3 изд., М., 1969;
Прагер В., Xодж Ф., Теория идеально пластических тел, пер. с англ., М., 1956;
Ревуженко А. Ф., Чанышев А. И., Шемякин Е. И., Математические модели упругопластических тел, в сб.: Актуальные проблемы вычислительной математики и математического моделирования, Новосиб., 1985.
Тарг С. М., Краткий курс теоретической механики, 10 изд. М., 1986;
Трехмерные задачи математической теории упругости и термоупругости, под ред. В. Д. Купрадзе, 2 изд., М., 1976;
Тимошенко С. П., Гудьер Дж., Теория упругости, пер. с англ., 2 изд., М., 1979;
Хан X., Теория упругости. Основы линейной теории и её применение, пер. с нем., М., 1988.
Xилл Р., Математическая теория пластичности, пер. с англ., М., 1956;
Знаете ли Вы, что в 1974 - 1980 годах профессор Стефан Маринов из г. Грац, Австрия, проделал серию экспериментов, в которых показал, что Земля движется по отношению к некоторой космической системе отсчета со скоростью 360±30 км/с, которая явно имеет какой-то абсолютный статус. Естественно, ему не давали нигде выступать и он вынужден был начать выпуск своего научного журнала "Deutsche Physik", где объяснял открытое им явление. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.