Statika - jismlar orasidagi o'zaro ta'sir kuchini miqdoriy aniqlash usullari haqidagi fan. Bu kuchlar muvozanatni saqlash, jismlarni harakatlantirish yoki ularning shaklini o'zgartirish uchun javobgardir. Kundalik hayotda siz har kuni juda ko'p turli xil misollarni ko'rishingiz mumkin. Harakat va shakl oʻzgarishlari ham sunʼiy, ham tabiiy obʼyektlarning funksionalligi uchun muhim ahamiyatga ega.
Statika tushunchasi
Statikaning asoslari bundan 2200 yil muqaddam, qadimgi yunon matematigi Arximed va oʻsha davrning boshqa olimlari kuchaytiruvchi xususiyatlarni oʻrganib, tutqich va oʻq kabi oddiy mexanizmlarni ixtiro qilganlarida qoʻyilgan. Statika mexanikaning boʻlimi boʻlib, muvozanat holatida tinch holatda jismlarga taʼsir etuvchi kuchlar bilan bogʻliq.
Bu noma'lum kuchlarni aniqlash va tavsiflash uchun zarur bo'lgan analitik va grafik protseduralarni amalga oshirish imkonini beruvchi fizikaning bo'limi. "Statika" (fizika) bo'limi muhandislikning ko'plab sohalarida muhim rol o'ynaydi, mexanika,kuchlarning turli ta'siri bilan shug'ullanadigan fuqarolik, aviatsiya va bioinjeneriya. Tana dam olayotganda yoki bir xil tezlikda harakatlansa, biz fizikaning ushbu sohasi haqida gapiramiz. Statika - bu tanani muvozanatda o'rganish.
Bu fan sohasining usullari va natijalari binolar, koʻpriklar va toʻgʻonlar, shuningdek, kranlar va boshqa shunga oʻxshash mexanik qurilmalarni loyihalashda ayniqsa qoʻl keldi. Bunday tuzilmalar va jihozlarning o'lchamlarini hisoblash uchun arxitektorlar va muhandislar birinchi navbatda ularning bir-biriga bog'langan qismlariga ta'sir qiluvchi kuchlarni aniqlashlari kerak.
Statik aksiomalar
Statika - fizikaning mexanik va boshqa tizimlarning vaqt oʻtishi bilan oʻzgarmaydigan maʼlum bir holatda qolish sharoitlarini oʻrganuvchi boʻlimi. Fizikaning ushbu bo'limi beshta asosiy aksiomaga asoslanadi:
1. Qattiq jismga bir xil intensivlikdagi ikkita kuch ta'sir etsa, bir xil ta'sir chizig'ida yotsa va bir xil chiziq bo'ylab qarama-qarshi yo'nalishda yo'n altirilgan bo'lsa, u statik muvozanat holatidadir.
2. Qattiq jism tashqi kuchlar yoki kuchlar tizimi ta'siriga tushmaguncha statik holatda qoladi.
3. Xuddi shu moddiy nuqtada harakat qilayotgan ikkita kuchning natijasi ikki kuchning vektor yig'indisiga teng. Bu aksioma vektor yig'indisi tamoyiliga bo'ysunadi.
4. O'zaro ta'sir qiluvchi ikkita jism bir xil ta'sir chizig'i bo'ylab qarama-qarshi yo'nalishda teng intensivlikdagi ikkita kuch bilan bir-biriga reaksiyaga kirishadi. Buaksioma harakat va reaksiya printsipi deb ham ataladi.
5. Agar deformatsiyalanadigan jism statik muvozanat holatida bo'lsa, jismoniy tana qattiq holatda qolsa, u buzilmaydi. Bu aksioma qattiqlashuv printsipi deb ham ataladi.
Mexanika va uning bo'limlari
Fizika yunoncha (physikos - "tabiiy" va "physis" - "tabiat") tom ma'noda tabiat bilan shug'ullanadigan fan degan ma'noni anglatadi. U moddaning barcha ma'lum qonunlari va xossalarini, shuningdek, unga ta'sir qiluvchi kuchlarni, jumladan, tortishish, issiqlik, yorug'lik, magnitlanish, elektr va jismlarning asosiy xususiyatlarini o'zgartira oladigan boshqa kuchlarni qamrab oladi. Fanning sohalaridan biri mexanika boʻlib, u statika va dinamika hamda kinematika kabi muhim boʻlimlarni oʻz ichiga oladi.
Mexanika - fizikaning tinch yoki harakatdagi kuchlar, jismlar yoki jismlarni oʻrganuvchi boʻlimi. Bu fan va texnologiya sohasidagi eng yirik korxonalardan biridir. Statikaning vazifalari turli kuchlar ta'sirida jismlarning holatini o'rganishni o'z ichiga oladi. Kinematika - fizikaning (mexanikaning) boʻlimi boʻlib, harakatga sabab boʻlgan kuchlardan qatʼiy nazar jismlarning harakatini oʻrganadi.
Nazariy mexanika: statika
Mexanika - bu kuchlar ta'sirida jismlarning xatti-harakatlarini ko'rib chiqadigan fizika fanidir. Mexanikaning 3 toifasi mavjud: mutlaqo qattiq jism, deformatsiyalanuvchi jismlar va suyuqlik. Qattiq jism - ta'sirida deformatsiyalanmaydigan jismkuchlar. Nazariy mexanika (statika - mutlaqo qattiq jism mexanikasining bir qismi) dinamikani ham o'z ichiga oladi, bu esa o'z navbatida kinematika va kinetikaga bo'linadi.
Deformatsiyalanuvchi jismning mexanikasi jism ichidagi kuchlarning taqsimlanishi va natijada yuzaga keladigan deformatsiyalar bilan bogʻliq. Ushbu ichki kuchlar tanadagi ma'lum stresslarni keltirib chiqaradi, bu esa oxir-oqibat materialning o'zida o'zgarishiga olib kelishi mumkin. Bu masalalar materiallarning mustahkamligi kurslarida oʻrganiladi.
Suyuqlik mexanikasi mexanikaning suyuqliklar yoki gazlar ichida kuchlarning taqsimlanishi bilan shugʻullanuvchi boʻlimidir. Suyuqliklar texnikada keng qo'llaniladi. Ular siqilmaydigan yoki siqilmaydigan deb tasniflanishi mumkin. Ilovalarga gidravlika, aerokosmik va boshqalar kiradi.
Dinamika tushunchasi
Dynamics kuch va harakat bilan shug'ullanadi. Jismning harakatini o'zgartirishning yagona yo'li kuch ishlatishdir. Kuch bilan bir qatorda dinamika boshqa jismoniy tushunchalarni ham oʻrganadi, jumladan, energiya, impuls, toʻqnashuv, ogʻirlik markazi, moment va inersiya momenti.
Statik va dinamik butunlay qarama-qarshi holatlardir. Dinamika - bu muvozanatda bo'lmagan jismlarni o'rganadigan fan bo'lib, tezlanish sodir bo'ladi. Kinetika - bu harakatni keltirib chiqaradigan yoki harakat natijasida paydo bo'ladigan kuchlarni o'rganadigan fan. Statika kabi tushunchadan farqli o'laroq, kinematika jismning harakati haqidagi ta'limot bo'lib, u haqiqatni hisobga olmaydi.harakat qanday amalga oshiriladi. Uni ba'zan "harakat geometriyasi" deb ham atashadi.
Kinematika
Kinematik printsiplar ko'pincha uskunaning ishlashi paytida uning turli qismlarida joylashish, tezlik va tezlanishni aniqlashni tahlil qilish uchun qo'llaniladi. Kinematika nuqta, jism va jismlar sistemasining harakatini harakat sabablarini hisobga olmagan holda ko‘rib chiqadi. Harakat siljish, tezlik va tezlanish kabi miqdorlar vektori va sanoq sistemasi ko'rsatkichi bilan tavsiflanadi. Kinematikaning turli masalalari harakat tenglamasi yordamida echiladi.
Mexanika - statika: asosiy miqdorlar
Mexanika tarixi bir asrdan ko'proq vaqtni o'z ichiga oladi. Statikaning asosiy tamoyillari uzoq vaqt oldin ishlab chiqilgan. Ilk tsivilizatsiyalar davrida, masalan, piramidalar kabi ulkan inshootlarni qurish uchun har xil tutqichlar, moyil tekisliklar va boshqa tamoyillar zarur edi.
Mexanikadagi asosiy miqdorlar uzunlik, vaqt, massa va kuchdir. Birinchi uchtasi bir-biridan mustaqil, mutlaq deyiladi. Kuch mutlaq qiymat emas, chunki u massa va tezlik oʻzgarishiga bogʻliq.
Uzunlik
Uzunlik - nuqtaning boshqa nuqtaga nisbatan fazodagi oʻrnini tavsiflash uchun ishlatiladigan qiymat. Bu masofa standart uzunlik birligi deb ataladi. Uzunlikni o'lchash uchun umumiy qabul qilingan standart birlik metrdir. Ushbu standartyillar davomida rivojlanib, takomillashtirildi. Dastlab, u yer yuzasi kvadrantining o'n milliondan bir qismi edi, bu bilan o'lchovlarni amalga oshirish juda qiyin edi. 1983-yil 20-oktabrda metr yorug‘lik vakuumda 1/299,792,458 soniyada bosib o‘tgan yo‘l uzunligi sifatida belgilangan.
Vaqt
Vaqt - bu ikki hodisa orasidagi ma'lum bir oraliq. Umumiy qabul qilingan standart vaqt birligi ikkinchi hisoblanadi. Ikkinchisi dastlab Yerning o'z o'qi bo'ylab o'rtacha aylanish davrining 1/86,4 qismi sifatida belgilangan. 1956-yilda soniya taʼrifi Yerning Quyosh atrofida bir marta aylanish vaqtining 1/31,556 qismiga yaxshilandi.
Mass
Masa materiyaning xossasidir. Buni tanadagi moddalar miqdori deb hisoblash mumkin. Bu toifa tortishishning tanaga ta'sirini va harakatdagi o'zgarishlarga qarshilikni belgilaydi. Harakatning o'zgarishiga bu qarshilik tananing massasining natijasi bo'lgan inersiya deb ataladi. Umumiy qabul qilingan massa birligi kilogrammdir.
Quvvat
Kuch - olingan birlik, ammo mexanikani o'rganishda juda muhim birlik. U ko'pincha bir jismning boshqasiga ta'siri sifatida aniqlanadi va jismlar o'rtasidagi bevosita aloqaning natijasi bo'lishi mumkin yoki bo'lmasligi mumkin. Gravitatsion va elektromagnit kuchlar bunday ta'sir natijasiga misol bo'la oladi. Ta'sir qilishning ikkita printsipi mavjud - tizim harakatlarini o'zgartirishga moyil bo'lgan va moyil bo'lgan kuchlardeformatsiyalar. Asosiy kuch birligi SI tizimida Nyuton va ingliz tizimida funt hisoblanadi.
Muvozanat tenglamalari
Statik koʻrib chiqilayotgan obyektlarning mutlaqo mustahkam ekanligini bildiradi. Tinch holatda bo'lgan jismga ta'sir etuvchi barcha kuchlarning yig'indisi nolga teng bo'lishi kerak, ya'ni jalb qilingan kuchlar bir-birini muvozanatlashtiradi va tanani biron bir o'q atrofida aylantirishga qodir kuchlarga moyillik bo'lmasligi kerak. Bu shartlar bir-biridan mustaqil va ularning matematik shaklda ifodalanishi muvozanat tenglamalarini tashkil qiladi.
Uchta muvozanat tenglamasi mavjud va shuning uchun faqat uchta noma'lum kuchni hisoblash mumkin. Agar uchtadan ortiq noma'lum kuchlar mavjud bo'lsa, bu strukturada yoki mashinada muayyan yuklarni ko'tarish uchun talab qilinadigandan ko'proq komponentlar mavjudligini yoki tananing harakatlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun zarur bo'lgandan ko'ra ko'proq cheklovlar mavjudligini bildiradi.
Bunday keraksiz komponentlar yoki cheklovlar ortiqcha deb ataladi (masalan, to'rt oyoqli stolda bitta ortiqcha) va kuchlar tizimi statik jihatdan noaniq. Statikada mavjud tenglamalar soni cheklangan, chunki har qanday qattiq jism shakli va o'lchamidan qat'iy nazar har qanday sharoitda mustahkam bo'lib qoladi.
