Сила. Эквивалентные и уравновешенные системы сил

Статика – так называют раздел механики, в котором изучаются законы равновесия тел.

Реальные физические тела в статике заменяет абстрактный объект – абсолютно твердое тело, т.е. тело, расстояния между точками которого не изменяются.

Говорят, что тело находится в равновесии, если оно покоится в течение некоторого промежутка времени. Равновесие, таким образом, понимается как покой, неподвижность тела.

Несмотря на простоту и естественность такого определения, оно мало что даёт для выяснения условий равновесия.

Силы, действующие на тело, – вот причина сохранения или нарушения равновесия тел. Поэтому истинные объекты изучения статики не тела, а силы и их свойства.

Сила – это мера взаимодействия тел. Будем обозначать силы заглавными латинскими буквами, и выделять полужирным шрифтом F, P, Q,... (или ставить над буквой стрелку). Сила определяется своей величиной (модулем), точкой приложения, направлением и изображается отрезком со стрелкой (рис.1). Прямую, вдоль которой направлена сила, называют линией действия силы.

Единицей измерения величины силы в системе СИ служит 1 Н (ньютон).

Система сил – это совокупность нескольких сил { F ₁, …, F _n }. Частные случаи: система, состоящая из одной силы, и «пустая» система, состоящая из сил с нулевыми величинами.

Определение 1. Две системы сил { F ₁, …, F _n } и { P ₁, …, P _s } называют эквивалентными

{ F ₁, …, F _n } ≡ { P ₁, …, P _s },

если при действии каждой из них на одно и то же покоящееся свободное абсолютно твердое тело, это тело будет совершать одинаковое движение.

Силу R, эквивалентную системе сил { P ₁, …, P _s } называют равнодействующей этой системы

R ≡ { P ₁, …, P _s }.

Определение 2. Систему сил { F ₁, …, F _n } называют уравновешенной

{ F ₁, …, F _n } ≡ 0,

если под действием этой системы свободное абсолютно твердое тело сохраняет своё состояние покоя.

Иначе говоря, под действием уравновешенной системы сил, свободное тело будет находиться в равновесии.

Замечание. Далее считаем очевидным, что «пустая» система сил является уравновешенной.

Дата добавления: 2014-01-13