МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВОЛЖСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (филиал)
ВОЛГОГРАДСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
КАФЕДРА МЕХАНИКИ
КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКЕ
Часть I
(Теоретическая Механика)
Волжский 2003
УДК 531.8
Составители: к.т.н., доцент В.Е. Костин, ст. преп. А.В. Саразов, доцент З.И. Полякова, ассистент К.В. Худяков
Учебное пособие по прикладной механике состоит из трех частей и содержит основные сведения по теоретической механике, сопротивлению материалов, деталям машин и механизмов.
Учебное пособие предназначено для студентов вечерней и дневной форм обучения немеханических специальностей, изучающих предметы: прикладная механика, механика, основы конструирования и проектирования, проектирование механизмов и приборов.
Волгоград. гос. тех. ун-т. - Волгоград, 2003, 60 с.
Ил. 43. Библиогр.: 3 назв.
Рецензент к.т.н., доцент
Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета
ã Волгоградский
государственный
технический
университет, 2003
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
Лекция 1
Теоретическая механика это – наука о наиболее общих законах механического движения и равновесия материальных объектов.
Основные понятия и определения теоретической механики возникли на основании многочисленных опытов и наблюдений над явлениями природы с последующим абстрагированием от конкретных условий каждого опыта. В теоретической механике пользуются предельными абстракциями: материальная точка и абсолютно твердое тело. Приведенные абстракции позволяют изучать самые общие законы механического движения, что и соответствует основной задаче теоретической механики. Теоретическая механика является основой для изучения последующих разделов предмета: сопротивления материалов и деталей машин.
Курс теоретической механики состоит из трех частей: статики, кинематики и динамики.
Статика – раздел теоретической механики, в котором изучается статическое равновесие материальных тел, находящихся под действием приложенных к ним сил.
Основные понятия статики:
1. Если некоторое тело не перемещается по отношению к другому телу, то говорят, что первое тело находится в состоянии относительного равновесия. Тело, по отношению к которому рассматривается равновесие других тел, называется телом отсчета.
2. Любое тело под действием приложенных к нему сил изменяет свои геометрические размеры и форму, т.е. деформируется. В теоретической механике эти деформации не учитываются и рассматриваются только недеформируемые – абсолютно твердые тела. Тело называется абсолютно твердым, если расстояние между его любыми двумя точками остается постоянным.
3. Мерой механического взаимодействия тел является сила. Сила – величина векторная, она характеризуется точкой приложения, направлением и модулем (рис. 1). Единица измерения силы – ньютон (Н).
4. Совокупность сил, действующих на какое-либо тело, называется системой сил. Обозначается система сил { , , , … } – система, состоящая из n сил.
5. Уравновешенной, или эквивалентной нулю, системой сил, называется такая система сил, которая, будучи приложена к твердому телу, не нарушает его состояния. То есть, если некоторое тело не изменяло свое положение относительно тела отсчета до приложения уравновешенной системы сил, то оно не изменит его и после приложения к нему этой системы. Обозначается уравновешенная система сил так: { , , , … } <=> 0.
6. Если к некоторому телу приложена система сил { , , , … } и к нему прикладываем еще одну систему сил { , , , … }, такую, что вместе с первой она будет составлять уравновешенную систему сил. В этом случае систему { , , , … }называют уравновешивающей системой сил. Если уравновешивающая система состоит из одной силы , то эта сила называется уравновешивающей силой для системы сил { , , , … }.
7. Если каждая из двух систем сил { , , , … } и { , , , … } уравновешиваются одной и той же системой сил { , , , … }, то первые две системы сил эквивалентны между собой { , , , … } <=>{ , , , … }. Вывод: замена системы сил, действующей на тело, системой ей эквивалентной не изменяет состояния, в котором находится данное тело.
8. Если система сил эквивалентна одной силе, то эта сила называется равнодействующей данной системы сил.