Статик нь биетүүдийн харилцан үйлчлэлийн хүчийг тоон аргаар тодорхойлох аргын шинжлэх ухаан юм. Эдгээр хүч нь тэнцвэрийг хадгалах, биеийг хөдөлгөх эсвэл хэлбэр дүрсээ өөрчлөх үүрэгтэй. Өдөр тутмын амьдралд та олон янзын жишээг өдөр бүр харж болно. Хөдөлгөөн болон хэлбэрийн өөрчлөлт нь хүний гараар бүтсэн болон байгалийн объектуудын үйл ажиллагаанд чухал үүрэгтэй.
Статикийн тухай ойлголт
2200 гаруй жилийн өмнө эртний Грекийн математикч Архимед болон бусад эрдэмтэд өсгөх шинж чанарыг судалж, хөшүүрэг, тэнхлэг зэрэг энгийн механизмуудыг зохион бүтээж байх үед статикийн үндэс тавигдсан. Статик нь тэнцвэрт байдлын нөхцөлд тайван байдалд байгаа биед үйлчлэх хүчийг хардаг механикийн салбар юм.
Энэ бол эдгээр үл мэдэгдэх хүчийг тодорхойлж, тайлбарлахад шаардлагатай аналитик болон график процедурыг хийх боломжтой физикийн салбар юм. "Статик" (физик) хэсэг нь инженерийн олон салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, механик,хүчний янз бүрийн үр нөлөөг авч үздэг иргэний, нисэхийн болон биоинженерийн. Бие амарч эсвэл жигд хурдтай хөдөлж байх үед бид физикийн энэ чиглэлийн тухай ярьж байна. Статик бол биеийн тэнцвэрт байдлыг судалдаг шинжлэх ухаан юм.
Шинжлэх ухааны энэ салбарын арга, үр дүн нь барилга, гүүр, далан, түүнчлэн кран болон бусад ижил төстэй механик төхөөрөмжүүдийн дизайн хийхэд онцгой ач холбогдолтой болох нь батлагдсан. Ийм бүтэц, тоног төхөөрөмжийн хэмжээсийг тооцоолохын тулд архитектор, инженерүүд эхлээд тэдгээрийн хоорондоо холбогдсон хэсгүүдэд үйлчлэх хүчийг тодорхойлох ёстой.
Статик аксиомууд
Статик гэдэг нь механик болон бусад систем цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөггүй тодорхой төлөвт байх нөхцөлийг судалдаг физикийн салбар юм. Физикийн энэ хэсэг нь таван үндсэн аксиом дээр суурилдаг:
1. Хатуу биет дээр ижил эрчимтэй хоёр хүч үйлчилж, нэг шугаман дээр хэвтэж, нэг шугамын дагуу эсрэг чиглэлд чиглүүлбэл хөдөлгөөнгүй тэнцвэрт байдалд байна.
2. Хатуу бие нь гадны хүчин юм уу хүчний системийн нөлөөнд автах хүртэл хөдөлгөөнгүй хэвээр байх болно.
3. Нэг материаллаг цэгт үйлчлэх хоёр хүчний үр дүн нь хоёр хүчний векторын нийлбэртэй тэнцүү байна. Энэ аксиом вектор нийлбэрийн зарчимд захирагдана.
4. Харилцан үйлчилдэг хоёр бие нь ижил үйлчлэлийн шугамын дагуу эсрэг чиглэлд ижил эрчимтэй хоёр хүчээр бие биедээ хариу үйлдэл үзүүлдэг. Энэаксиомыг үйлдэл ба урвалын зарчим гэж бас нэрлэдэг.
5. Хэрэв хэв гажилттай бие нь статик тэнцвэрт байдалд байгаа бол физик бие нь хатуу төлөвт хэвээр байвал энэ нь эвдэрч чадахгүй. Энэ аксиомыг мөн хатуужуулах зарчим гэж нэрлэдэг.
Механик ба түүний хэсгүүд
Физик грекээр (physikos - "байгалийн" ба "physis" - "байгаль") шууд утгаараа байгальтай холбоотой шинжлэх ухаан гэсэн утгатай. Энэ нь материйн мэдэгдэж буй бүх хууль тогтоомж, шинж чанарууд, түүнчлэн таталцал, дулаан, гэрэл, соронзлол, цахилгаан болон объектын үндсэн шинж чанарыг өөрчилдөг бусад хүч зэрэг түүн дээр үйлчилж буй хүчийг хамардаг. Шинжлэх ухааны нэг салбар бол механик бөгөөд статик ба динамик, түүнчлэн кинематик зэрэг чухал дэд хэсгүүдийг багтаасан механик юм.
Механик нь амарч байгаа болон хөдөлгөөнд байгаа хүч, биет, биетүүдийг судалдаг физикийн салбар юм. Энэ бол шинжлэх ухаан, технологийн салбарын томоохон байгууллагуудын нэг юм. Статикийн даалгаврууд нь янз бүрийн хүчний нөлөөн дор биетүүдийн төлөв байдлыг судлах явдал юм. Кинематик нь хөдөлгөөнийг үүсгэж буй хүчнээс үл хамааран биетүүдийн хөдөлгөөнийг судалдаг физикийн (механик) салбар юм.
Онолын механик: статик
Механик бол хүчний үйлчлэл дор биетүүдийн зан төлөвийг авч үздэг физикийн шинжлэх ухаан юм. Механикийн 3 ангилал байдаг: туйлын хатуу бие, гажигтай бие, шингэн. Хатуу бие гэдэг нь үйлчлэлээр деформацид ордоггүй бие юмхүч. Онолын механик (статик - туйлын хатуу биетийн механикийн нэг хэсэг) мөн динамикийг багтаадаг бөгөөд энэ нь эргээд кинематик ба кинетик гэж хуваагддаг.
Газар гажигтай биеийн механик нь биеийн доторх хүчний хуваарилалт ба түүнээс үүсэх хэв гажилтыг авч үздэг. Эдгээр дотоод хүчнүүд нь бие махбодид тодорхой стресс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь эцэстээ материалыг өөрөө өөрчлөхөд хүргэдэг. Эдгээр асуудлыг материалын бат бэхийн хичээлээр судалдаг.
Шингэн механик нь шингэн эсвэл хий доторх хүчний хуваарилалтыг судалдаг механикийн салбар юм. Шингэнийг инженерийн салбарт өргөн ашигладаг. Тэдгээрийг шахдаггүй, шахдаг гэж ангилж болно. Хэрэглээнд гидравлик, сансар огторгуй болон бусад олон зүйлс орно.
Динамикийн тухай ойлголт
Динамик нь хүч, хөдөлгөөнтэй холбоотой. Биеийн хөдөлгөөнийг өөрчлөх цорын ганц арга бол хүч хэрэглэх явдал юм. Хүчний зэрэгцээ динамик нь бусад физик ойлголтуудыг судалдаг бөгөөд үүнд: энерги, импульс, мөргөлдөөн, хүндийн төв, эргүүлэх момент, инерцийн момент орно.
Статик ба динамик нь тэс эсрэг төлөв юм. Динамик нь тэнцвэрт байдалд ороогүй биетүүдийг судалдаг бөгөөд хурдатгал үүсдэг. Хөдөлгөөнийг үүсгэдэг хүч буюу хөдөлгөөний үр дүнд үүсдэг хүчийг кинетик судалдаг шинжлэх ухаан юм. Статик гэх мэт ойлголтоос ялгаатай нь кинематик нь биеийн хөдөлгөөний тухай сургаал бөгөөд үүнийг харгалзан үздэггүй.хөдөлгөөн хэрхэн хийгддэг. Үүнийг заримдаа "хөдөлгөөний геометр" гэж нэрлэдэг.
Кинематик
Тоног төхөөрөмжийн янз бүрийн хэсгүүдийн байрлал, хурд, хурдатгалыг тодорхойлоход дүн шинжилгээ хийхэд ихэвчлэн кинематик зарчмуудыг ашигладаг. Кинематик нь цэг, бие, биеийн системийн хөдөлгөөнийг хөдөлгөөний шалтгааныг авч үзэхгүйгээр авч үздэг. Хөдөлгөөнийг нүүлгэн шилжүүлэлт, хурд, хурдатгал зэрэг хэмжигдэхүүний векторын хамт жишиг хүрээний заалтаар дүрсэлдэг. Хөдөлгөөний тэгшитгэлийг ашиглан кинематикийн янз бүрийн асуудлыг шийддэг.
Механик - статик: үндсэн хэмжигдэхүүн
Механикийн түүх нэг зуун гаруй жил үргэлжилдэг. Статикийн үндсэн зарчмууд эрт дээр үеэс бий болсон. Эрт үеийн соёл иргэншлийн үед, жишээлбэл пирамид гэх мэт асар том байгууламжуудыг барихад бүх төрлийн хөшүүрэг, налуу онгоц болон бусад зарчим хэрэгтэй байсан.
Механикийн үндсэн хэмжигдэхүүнүүд нь урт, цаг, масс, хүч юм. Эхний гурвыг бие биенээсээ хамааралгүй үнэмлэхүй гэж нэрлэдэг. Хүч нь масс болон хурдны өөрчлөлттэй холбоотой тул үнэмлэхүй утга биш юм.
Урт
Урт гэдэг нь орон зай дахь цэгийн байрлалыг өөр цэгтэй харьцуулахад тодорхойлоход хэрэглэгддэг утга юм. Энэ зайг уртын стандарт нэгж гэж нэрлэдэг. Уртыг хэмжих нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн стандарт нэгж бол тоолуур юм. Энэ стандартолон жилийн туршид хөгжиж, сайжирсан. Эхэндээ энэ нь дэлхийн гадаргуугийн квадрантын арван саяны нэг хэсэг байсан тул хэмжилт хийхэд нэлээд хэцүү байв. 1983 оны 10-р сарын 20-нд тоолуурыг гэрлийн вакуум дахь 1/299.792.458 секундэд туулсан замын урт гэж тодорхойлсон.
Цаг
Цаг хугацаа нь хоёр үйл явдлын хоорондох тодорхой завсар юм. Нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн стандарт цаг хугацааны нэгж нь хоёр дахь нь юм. Хоёр дахь нь анх дэлхийн тэнхлэгээ эргэх дундаж хугацааны 1/86.4 гэж тодорхойлсон. 1956 онд секундын тодорхойлолтыг дэлхий Нарыг тойрон нэг эргэхэд шаардагдах хугацааны 1/31.556 болгон сайжруулсан.
Масс
Масс бол материйн өмч юм. Үүнийг бие махбодид агуулагдах бодисын хэмжээ гэж үзэж болно. Энэ ангилал нь хүндийн хүчний биед үзүүлэх нөлөө, хөдөлгөөний өөрчлөлтийг эсэргүүцэх чадварыг тодорхойлдог. Хөдөлгөөний өөрчлөлтийн энэхүү эсэргүүцлийг инерци гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь биеийн массын үр дүн юм. Нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн жингийн нэгж нь килограмм юм.
Хүч
Хүч нь үүсмэл нэгж боловч механик судлалын маш чухал нэгж юм. Энэ нь ихэвчлэн нэг биений нөгөө биед үзүүлэх үйлчлэл гэж тодорхойлогддог бөгөөд бие махбодын хооронд шууд холбоо тогтоосны үр дүн байж болно. Таталцлын болон цахилгаан соронзон хүч нь ийм нөлөөллийн үр дүнгийн жишээ юм. Нөлөөллийн хоёр зарчим байдаг, системийн хөдөлгөөнийг өөрчлөх хандлагатай ба өөрчлөх хандлагатай хүчнийхэв гажилт. Хүчний үндсэн нэгж нь SI систем дэх Ньютон, Английн систем дэх фунт юм.
Тэнцвэрт тэгшитгэл
Статик нь тухайн объектууд туйлын хатуу байна гэсэн үг. Амралттай байгаа биед үйлчилж буй бүх хүчний нийлбэр нь тэгтэй тэнцүү байх ёстой, өөрөөр хэлбэл оролцож буй хүчнүүд бие биенээ тэнцвэржүүлж, биеийг аль ч тэнхлэгт эргүүлэх чадвартай хүч үүсэх хандлагатай байх ёсгүй. Эдгээр нөхцлүүд нь бие биенээсээ хамааралгүй бөгөөд тэдгээрийн математик хэлбэрээр илэрхийлэл нь тэнцвэрт тэгшитгэл гэж нэрлэгддэг тэгшитгэлийг бүрдүүлдэг.
Тэнцвэрийн гурван тэгшитгэл байдаг тул үл мэдэгдэх гурван хүчийг л тооцоолох боломжтой. Хэрэв гурваас дээш үл мэдэгдэх хүч байгаа бол энэ нь бүтэц, машинд тодорхой ачааллыг тэсвэрлэхэд шаардагдахаас илүү олон эд анги байгаа эсвэл биеийг хөдөлгөхгүй байх шаардлагатай хэмжээнээс илүү хязгаарлалттай гэсэн үг юм.
Иймэрхүү шаардлагагүй бүрэлдэхүүн хэсэг буюу хязгаарлалтыг илүүдэл гэж нэрлэдэг (жишээлбэл, дөрвөн хөлтэй хүснэгтийг нэг илүүдэлтэй), хүчний систем нь статик тодорхойгүй байна. Аливаа хатуу биет хэлбэр, хэмжээнээс үл хамааран ямар ч нөхцөлд хатуу хэвээр байх тул статикт байгаа тэгшитгэлийн тоо хязгаарлагдмал.
