Связи и реакции связей. Принцип освобождаемости

Тела, которые ограничивают движение рассматриваемого тела, называются связями. При взаимодействии между телом и его связями возникают силы, противодействующие возможным движениям тела. Эти силы действуют на тело со стороны связей и называются реакциями связей.

Реакция связи всегда противоположна тому направлению, по которому связь препятствует движению тела.

Определение реакций связей является одной из наиболее важных задач статики. Наиболее распространенными видами связей, встречающихся в задачах, являются следующие:

1. Связь в виде идеально гладкой плоскости или поверхности (рис. 4, а, б). В этом случае реакция связи всегда направлена по нормали к опорной поверхности. На таких плоскостях или поверхностях трением пренебрегают.

2. Связь в виде шероховатой плоскости (рис. 4, в). Здесь возникают две составляющие реакции: нормальная N, перпендикулярная плоскости, и касательная Т, лежащая в плоскости. Касательная реакция Т называется силой трения и всегда направлена в сторону, противоположную действительному или возможному движению тела. Полная реакция R, равная геометрической сумме нормальной и касательной составляющих, отклоняется от нормали к опорной поверхности на некоторый угол р. Угол р зависит от степени шероховатости (трения) или угла наклона.

3. Гибкая связь (канат, веревка, трос, цепь и т.п.) показана на рис. 4, г. Реакции связей T_t и Т₂ в этом случае направлены вдоль связей, причем гибкая связь работает только на растяжение. Если гибкая связь перекинута через блок (без учета трения), то она изменяет свое направление по линии действия связи.

Рис. 4

4. Связь в виде жесткого прямого стержня с шарнирным закреплением концов (рис. 4, д). Реакции S₁ , S₂ и S₃ в этом случае так же, как и в гибкой связи, направлены вдоль стержней. Стержни могут быть как растянутыми, так и сжатыми.

5. Связь в виде двухгранного угла или ребра призмы (рис. 4, е). Реакция N₁ или N₂ таких связей направлена перпендикулярно поверхности опирающегося тела, считая эту поверхность идеально гладкой.

Для определения реакций связей используют принцип освобождаемости, который формулируется так: всякое несвободное тело можно рассматривать как свободное, если отбросить связи, заменив их реакциями.

Дата добавления: 2014-01-07