قوانین و فرمول های اساسی در مکانیک نظری. حل نمونه ها

مکانیک نظری- این شاخه ای از مکانیک است که قوانین اساسی حرکت مکانیکی و تعامل مکانیکی اجسام مادی را تعیین می کند.

مکانیک نظری علمی است که در آن حرکات اجسام در طول زمان (حرکات مکانیکی) بررسی می شود. این به عنوان پایه ای برای بخش های دیگر مکانیک (نظریه الاستیسیته، مقاومت مواد، تئوری پلاستیسیته، نظریه مکانیسم ها و ماشین ها، هیدروآئرودینامیک) و بسیاری از رشته های فنی عمل می کند.

حرکت مکانیکی- این تغییر در طول زمان در موقعیت نسبی در فضای اجسام مادی است.

تعامل مکانیکی- این چنین تعاملی است که در نتیجه حرکت مکانیکی تغییر می کند یا موقعیت نسبی اعضای بدن تغییر می کند.

استاتیک بدنه صلب

استاتیک- این شاخه ای از مکانیک نظری است که به مسائل تعادل اجسام جامد و تبدیل یک سیستم نیرو به سیستم دیگر معادل آن می پردازد.

مفاهیم و قوانین اساسی استاتیک
• بدنه کاملا سفت(جسم جامد، جسم) جسم مادی است که فاصله بین هیچ نقطه ای در آن تغییر نمی کند.
• نقطه مادیجسمی است که با توجه به شرایط مشکل می توان ابعاد آن را نادیده گرفت.
• بدن شلجسمی است که برای حرکت آن هیچ محدودیتی اعمال نمی شود.
• بدنه غیر آزاد (محصول).جسمی است که حرکت آن محدود است.
• اتصالات- اینها اجسامی هستند که از حرکت جسم مورد نظر (جسم یا سیستم اجسام) جلوگیری می کنند.
• واکنش ارتباطینیرویی است که عملکرد یک پیوند بر روی یک جسم صلب را مشخص می کند. اگر نیرویی را که جسم صلب بر روی پیوند وارد می کند به عنوان یک عمل در نظر بگیریم، واکنش پیوند یک کنش متقابل است. در این حالت نیرو - عمل به اتصال و واکنش اتصال به جسم جامد اعمال می شود.
• سیستم مکانیکیمجموعه ای از اجسام به هم پیوسته یا نقاط مادی است.
• جامدرا می توان سیستمی مکانیکی دانست که موقعیت و فاصله بین نقاط آن تغییر نمی کند.
• زوریک کمیت برداری است که عملکرد مکانیکی یک جسم مادی بر جسم دیگر را مشخص می کند.
  نیرو به عنوان یک بردار با نقطه اعمال، جهت عمل و قدر مطلق مشخص می شود. واحد اندازه گیری مدول نیرو نیوتن است.
• خط نیروخط مستقیمی است که بردار نیرو در امتداد آن هدایت می شود.
• توان متمرکزنیروی اعمال شده در یک نقطه است.
• نیروهای توزیع شده (بار توزیع شده)- اینها نیروهایی هستند که بر تمام نقاط حجم، سطح یا طول بدن وارد می شوند.
  بار توزیع شده توسط نیروی وارد بر واحد حجم (سطح، طول) داده می شود.
  بعد، ابعاد، اندازه بار توزیع شده- N / m 3 (N / m 2، N / m).
• نیروی خارجینیرویی است که از جسمی وارد می شود که به سیستم مکانیکی در نظر گرفته شده تعلق ندارد.
• قدرت درونینیرویی است که بر نقطه مادی یک سیستم مکانیکی از نقطه مادی دیگر متعلق به سیستم مورد نظر وارد می شود.
• سیستم نیرومجموع نیروهای وارد بر یک سیستم مکانیکی است.
• سیستم مسطح نیروهاسیستمی از نیروها است که خطوط عمل آنها در یک صفحه قرار دارد.
• سیستم فضایی نیروهاسیستمی از نیروها است که خطوط عمل آنها در یک صفحه قرار ندارد.
• سیستم نیروی همگراسیستمی از نیروهایی است که خطوط عمل آنها در یک نقطه قطع می شود.
• سیستم اختیاری نیروهاسیستمی از نیروها است که خطوط عمل آنها در یک نقطه قطع نمی شود.
• سیستم های معادل نیروها- اینها سیستم هایی از نیروها هستند که جایگزینی آنها با دیگری وضعیت مکانیکی بدن را تغییر نمی دهد.
  نام پذیرفته شده: .
• تعادلحالتی که در آن جسم ثابت می ماند یا تحت تأثیر نیروها به طور یکنواخت در یک خط مستقیم حرکت می کند.
• سیستم متوازن نیروها- این سیستمی از نیروها است که وقتی به یک جسم جامد آزاد اعمال می شود، حالت مکانیکی آن را تغییر نمی دهد (آن را نامتعادل نمی کند).
  .
• نیروی حاصلنیرویی است که عمل آن بر جسم معادل عمل یک سیستم نیرو است.
  .
• لحظه قدرتمقداری است که توانایی چرخشی نیرو را مشخص می کند.
• زوج قدرتسیستمی از دو نیروی موازی با قدر مطلق مساوی با جهت مخالف است.
  نام پذیرفته شده: .
  تحت تأثیر چند نیرو، بدن یک حرکت چرخشی انجام می دهد.
• طرح ریزی نیرو بر روی محور- این قطعه ای است محصور بین عمودهای رسم شده از ابتدا و انتهای بردار نیرو به این محور.
  اگر جهت قطعه با جهت مثبت محور منطبق باشد، طرح ریزی مثبت است.
• طرح ریزی نیرو در هواپیمابردار روی صفحه ای است که بین عمودهای رسم شده از ابتدا و انتهای بردار نیرو به این صفحه محصور شده است.
• قانون 1 (قانون اینرسی).یک نقطه مادی جدا شده در حال سکون است یا به صورت یکنواخت و مستقیم حرکت می کند.
  حرکت یکنواخت و یکنواخت یک نقطه مادی یک حرکت اینرسی است. حالت تعادل یک نقطه مادی و یک جسم صلب نه تنها به عنوان حالت استراحت، بلکه به عنوان یک حرکت با اینرسی نیز درک می شود. برای یک بدن سفت و سخت، وجود دارد انواع مختلفحرکت با اینرسی، به عنوان مثال، چرخش یکنواخت یک جسم صلب حول یک محور ثابت.
• قانون 2.یک جسم صلب تحت تأثیر دو نیرو فقط در صورتی در تعادل است که این نیروها از نظر قدر مساوی باشند و در جهت مخالف در امتداد یک خط عمل مشترک هدایت شوند.
  این دو نیرو را متعادل می نامند.
  به طور کلی، اگر جسم صلبی که این نیروها به آن اعمال می شود در حالت سکون باشد، نیروها متعادل می شوند.
• قانون 3.بدون نقض حالت (کلمه "حالت" در اینجا به معنای حالت حرکت یا استراحت است) یک جسم صلب، می توان نیروهای متعادل کننده را اضافه و کنار گذاشت.
  نتیجه. بدون ایجاد اختلال در وضعیت جسم صلب، نیرو را می توان در طول خط عمل آن به هر نقطه ای از بدن منتقل کرد.
  دو سیستم نیرو در صورتی معادل نامیده می شوند که بتوان یکی از آنها را با دیگری جایگزین کرد بدون اینکه حالت جسم صلب را مختل کند.
• قانون 4.برآیند دو نیروی وارد شده در یک نقطه در همان نقطه اعمال می شود، از نظر قدر مطلق برابر است با قطر متوازی الاضلاع ساخته شده بر روی این نیروها، و در امتداد این جهت است.
  مورب ها
  مدول حاصل عبارت است از:
  
• قانون 5 (قانون برابری کنش و واکنش). نیروهایی که دو جسم بر روی هم اثر می‌کنند از نظر قدر مساوی هستند و در جهت مخالف در یک خط مستقیم هدایت می‌شوند.
  باید در نظر داشت که عمل- نیرویی که به بدن وارد می شود ب، و مخالفت- نیرویی که به بدن وارد می شود آ، متعادل نیستند، زیرا به بدن های مختلف متصل هستند.
• قانون 6 (قانون سخت شدن). تعادل جسم غیر جامد هنگام جامد شدن به هم نمی خورد.
  نباید فراموش کرد که شرایط تعادلی که برای یک جسم صلب لازم و کافی است، برای جسم غیر صلب متناظر لازم و کافی نیست.
• قانون 7 (قانون رهایی از اوراق قرضه).یک جسم جامد غیرآزاد را می‌توان آزاد در نظر گرفت که از نظر ذهنی از پیوندها رها شده باشد و عمل پیوندها را با واکنش‌های مربوط به پیوندها جایگزین کند.

اتصالات و واکنش های آنها
• سطح صاف حرکت در امتداد نرمال به سطح تکیه گاه را محدود می کند. واکنش عمود بر سطح هدایت می شود.
• تکیه گاه متحرک مفصلیحرکت بدن را در امتداد نرمال به صفحه مرجع محدود می کند. واکنش در امتداد نرمال به سطح پشتیبانی هدایت می شود.
• پشتیبانی ثابت مفصلیهر حرکتی را در صفحه عمود بر محور چرخش خنثی می کند.
• میله بدون وزن مفصلیحرکت بدن در امتداد خط میله را خنثی می کند. واکنش در امتداد خط میله هدایت می شود.
• خاتمه کوربا هر حرکت و چرخشی در هواپیما مقابله می کند. عمل آن را می توان با یک نیروی ارائه شده به صورت دو جزء و یک جفت نیرو با یک لحظه جایگزین کرد.

سینماتیک

سینماتیک- بخشی از مکانیک نظری که خصوصیات هندسی کلی حرکت مکانیکی را به عنوان فرآیندی در فضا و زمان در نظر می گیرد. اجسام متحرک به عنوان نقاط هندسی یا اجسام هندسی در نظر گرفته می شوند.

مفاهیم اساسی سینماتیک
• قانون حرکت یک نقطه (جسم)وابستگی موقعیت یک نقطه (جسم) در فضا به زمان است.
• مسیر نقطه ایمکان موقعیت یک نقطه در فضا در طول حرکت آن است.
• سرعت نقطه (بدنه).- این ویژگی تغییر زمان موقعیت یک نقطه (جسم) در فضا است.
• شتاب نقطه (بدنه).- این مشخصه تغییر زمان سرعت یک نقطه (جسم) است.

تعیین ویژگی های سینماتیکی یک نقطه
• مسیر نقطه ای
  در سیستم مرجع برداری، مسیر با عبارت: .
  در سیستم مرجع مختصات، مسیر طبق قانون حرکت نقطه تعیین می شود و با عبارات توصیف می شود. z = f(x,y)در فضا، یا y = f(x)- در هواپیما.
  در یک سیستم مرجع طبیعی، مسیر از پیش تعیین شده است.
• تعیین سرعت یک نقطه در سیستم مختصات برداری
  هنگام تعیین حرکت یک نقطه در یک سیستم مختصات برداری، نسبت حرکت به بازه زمانی را مقدار متوسط ​​سرعت در این بازه زمانی می گویند: .
  با در نظر گرفتن فاصله زمانی به عنوان یک مقدار بی نهایت کوچک، مقدار سرعت به دست می آید این لحظهزمان (مقدار سرعت آنی): .
  بردار سرعت متوسط ​​در امتداد بردار در جهت حرکت نقطه هدایت می شود، بردار سرعت آنی به صورت مماس بر مسیر در جهت حرکت نقطه هدایت می شود.
  نتیجه: سرعت یک نقطه یک کمیت برداری است که برابر با مشتق قانون حرکت نسبت به زمان است.
  ویژگی مشتق: مشتق زمانی هر مقدار، میزان تغییر این مقدار را تعیین می کند.
• تعیین سرعت یک نقطه در یک سیستم مرجع مختصات
  میزان تغییر مختصات نقطه:
  .
  مدول سرعت نقطه کل در سیستم مستطیل شکلمختصات خواهد بود:
  .
  جهت بردار سرعت توسط کسینوس های زوایای فرمان تعیین می شود:
  ,
  زوایای بین بردار سرعت و محورهای مختصات کجا هستند.
• تعیین سرعت یک نقطه در یک سیستم مرجع طبیعی
  سرعت یک نقطه در یک سیستم مرجع طبیعی به عنوان مشتق قانون حرکت یک نقطه تعریف می شود: .
  با توجه به نتایج قبلی، بردار سرعت به صورت مماس بر مسیر در جهت حرکت نقطه هدایت می شود و در محورها تنها با یک برآمدگی تعیین می شود.

سینماتیک بدن صلب
• در سینماتیک اجسام صلب دو مشکل اصلی حل می شود:
  1) وظیفه حرکت و تعیین ویژگی های سینماتیک بدن به عنوان یک کل؛
  2) تعیین ویژگی های سینماتیکی نقاط بدن.
• حرکت انتقالی یک جسم صلب
  حرکت انتقالی حرکتی است که در آن یک خط مستقیم که از دو نقطه بدن کشیده می شود موازی با نقطه اول خود باقی می ماند. موقعیت اولیه.
  قضیه: در حرکت انتقالی، تمام نقاط بدن در امتداد یک مسیر حرکت می کنند و در هر لحظه از زمان سرعت و شتاب یکسانی در مقدار مطلق و جهت دارند..
  نتیجه: حرکت انتقالی یک جسم صلب با حرکت هر یک از نقاط آن مشخص می شود و بنابراین، کار و مطالعه حرکت آن به سینماتیک یک نقطه کاهش می یابد..
• حرکت چرخشی یک جسم صلب حول یک محور ثابت
  حرکت چرخشی جسم صلب حول یک محور ثابت حرکت جسم صلب است که در آن دو نقطه متعلق به جسم در تمام مدت حرکت بی حرکت می مانند.
  موقعیت بدن با زاویه چرخش تعیین می شود. واحد اندازه گیری زاویه رادیان است. (رادیان زاویه مرکزی دایره ای است که طول قوس آن برابر با شعاع است، زاویه کامل دایره شامل 2πرادیان.)
  قانون حرکت چرخشی یک جسم حول یک محور ثابت.
  سرعت زاویه ای و شتاب زاویه ای بدنه با روش تمایز تعیین می شود:
  - سرعت زاویه ای، راد در ثانیه؛
  - شتاب زاویه ای، راد/s².
  اگر بدنه را با صفحه ای عمود بر محور برش دهیم، نقطه ای از محور چرخش را انتخاب کنیم. باو یک نکته دلخواه م، سپس نکته ماطراف نقطه را شرح خواهد داد بادایره شعاع آر. در حین dtیک چرخش ابتدایی از طریق زاویه وجود دارد، در حالی که نقطه مبرای مسافتی در طول مسیر حرکت خواهد کرد .
  ماژول سرعت خطی:
  .
  شتاب نقطه ای مبا یک مسیر مشخص توسط اجزای آن تعیین می شود:
  ,
  جایی که .
  در نتیجه فرمول هایی به دست می آید
  شتاب مماسی: ;
  شتاب معمولی: .

پویایی شناسی

پویایی شناسی- این شاخه ای از مکانیک نظری است که حرکات مکانیکی اجسام مادی را بسته به عللی که باعث آنها می شود مطالعه می کند.

مفاهیم اساسی دینامیک
• اینرسی- این خاصیت اجسام مادی است که تا زمانی که نیروهای خارجی این حالت را تغییر دهند، حالت استراحت یا حرکت یکنواخت یکنواخت را حفظ می کنند.
• وزناندازه گیری کمی اینرسی یک جسم است. واحد جرم کیلوگرم (کیلوگرم) است.
• نقطه مادیجسمی با جرم است که در حل این مشکل از ابعاد آن غفلت می شود.
• مرکز جرم یک سیستم مکانیکییک نقطه هندسی است که مختصات آن با فرمول های زیر تعیین می شود:
  
  جایی که m k، x k، y k، z k- جرم و مختصات ک- آن نقطه از سیستم مکانیکی، مترجرم سیستم است.
  در یک میدان گرانش یکنواخت، موقعیت مرکز جرم با موقعیت مرکز ثقل منطبق است.
• ممان اینرسی جسم مادی حول محوراندازه گیری کمی اینرسی در طول حرکت چرخشی است.
  ممان اینرسی یک نقطه مادی حول محور برابر است با حاصل ضرب جرم نقطه و مجذور فاصله نقطه از محور:
  .
  ممان اینرسی سیستم (جسم) حول محور برابر است با مجموع حسابی گشتاورهای اینرسی همه نقاط:
  
• نیروی اینرسی یک نقطه مادییک کمیت برداری است که از نظر مقدار مطلق برابر با حاصل ضرب جرم یک نقطه و مدول شتاب است و در مقابل بردار شتاب قرار دارد:
• نیروی اینرسی جسم مادییک کمیت برداری است که از نظر مقدار مطلق برابر با حاصل ضرب جرم بدن و مدول شتاب مرکز جرم بدن است و در مقابل بردار شتاب مرکز جرم قرار دارد:
  شتاب مرکز جرم بدن کجاست.
• تکانه نیروی عنصریکمیت برداری برابر با حاصل ضرب بردار نیرو در بازه زمانی بینهایت کوچک است dt:
  .
  کل ضربه نیرو برای Δt برابر است با انتگرال تکانه های اولیه:
  .
• کار اولیه نیرویک اسکالر است dA، برابر با اسکالر

سخنرانی ها در مکانیک نظری

پویایی نقطه

سخنرانی 1

مفاهیم اساسی دینامیک

در فصل پویایی شناسیحرکت اجسام تحت تأثیر نیروهای اعمال شده به آنها مورد مطالعه قرار می گیرد. بنابراین، علاوه بر آن مفاهیمی که در بخش معرفی شدند سینماتیک،در اینجا لازم است از مفاهیم جدیدی استفاده شود که منعکس کننده ویژگی های تأثیر نیروها بر اجسام مختلف و پاسخ اجسام به این ضربه ها باشد. بیایید اصلی ترین این مفاهیم را در نظر بگیریم.

الف) قدرت

نیرو نتیجه کمی تأثیر اجسام دیگر بر جسم معین است.نیرو یک کمیت برداری است (شکل 1).

نقطه A ابتدای بردار نیرو افتماس گرفت نقطه اعمال نیرو. خط MN که بردار نیرو روی آن قرار دارد نامیده می شود خط نیروطول بردار نیرو که در یک مقیاس معین اندازه گیری می شود نامیده می شود مقدار عددی یا مدول بردار نیرو. مدول نیرو با یا نشان داده می شود. عمل یک نیرو بر جسم یا در تغییر شکل آن، در صورت ساکن بودن جسم، یا در شتاب دادن به آن هنگام حرکت جسم آشکار می شود. بر این تظاهرات نیرو، دستگاه ابزارهای مختلف (نیرو سنج یا دینامومتر) برای اندازه گیری نیروها استوار است.

ب) سیستم نیروها

مجموعه نیروها در نظر گرفته شده شکل می گیرد سیستم نیروهر سیستم متشکل از n نیرو را می توان به شکل زیر نوشت:

ج) بدن آزاد

جسمی که بتواند در هر جهتی در فضا حرکت کند بدون اینکه برهمکنش مستقیم (مکانیکی) با اجسام دیگر داشته باشد، نامیده می شود. رایگانیا جدا شده. تنها در صورتی می توان تأثیر یک یا سیستم دیگر نیروها را بر جسم روشن کرد که این جسم آزاد باشد.

د) نیروی حاصل

اگر هر نیرویی بر جسم آزاد همان اثری را داشته باشد که برخی از سیستم‌ها نیرو دارد، آن نیرو نامیده می‌شود حاصل این سیستم نیروهاست. این به صورت زیر نوشته شده است:

,

که به معنی معادل سازیتأثیر بر همان جسم آزاد حاصل و برخی از سیستم های n نیرو.

اجازه دهید اکنون به بررسی مفاهیم پیچیده تر مربوط به تعیین کمی اثرات دورانی نیروها بپردازیم.

ه) لحظه نیرو نسبت به یک نقطه (مرکز)

اگر جسم تحت تأثیر یک نیرو بتواند حول نقطه ثابت O بچرخد (شکل 2)، برای تعیین کمیت این اثر چرخشی، یک کمیت فیزیکی معرفی می شود که به آن می گویند. لحظه نیرو در حدود یک نقطه (مرکز).

صفحه ای که از یک نقطه ثابت معین و خط عمل نیرو می گذرد نامیده می شود هواپیمای نیرو. در شکل 2، این صفحه ОАВ است.

گشتاور نیرو نسبت به یک نقطه (مرکز) یک کمیت برداری است برابر با حاصلضرب بردار شعاع بردار نقطه اعمال نیرو توسط بردار نیرو:

( 1)

بر اساس قاعده ضرب برداری دو بردار، حاصل ضرب برداری آنها بردار عمود بر صفحه محل بردارهای عامل (در این مورد، صفحه مثلث OAB) است که در جهتی است که کوتاهترین چرخش از آن طرف است. بردار عامل اول به بردار عامل دوم قابل مشاهده در برابر ساعت (شکل 2).با این ترتیب بردارهای ضرایب ضربدری (1)، چرخش جسم تحت تأثیر نیرو در برابر ساعت قابل مشاهده خواهد بود (شکل 2). از آنجایی که بردار عمود بر صفحه است. نیرو، محل آن در فضا موقعیت صفحه نیرو را تعیین می کند.مقدار عددی بردار ممان نیرو نسبت به مرکز برابر با دو برابر مساحت ОАВ است و با فرمول قابل تعیین است:

, (2)

جایی که اندازهساعتبرابر با کمترین فاصله از نقطه معین O تا خط عمل نیرو، بازوی نیرو نامیده می شود..

اگر موقعیت صفحه عمل نیرو در فضا برای مشخص کردن عملکرد چرخشی نیرو ضروری نیست، در این حالت، به جای بردار لحظه نیرو، عمل چرخشی نیرو را مشخص کنیم. لحظه جبری نیرو:

(3)

گشتاور جبری نیرو نسبت به یک مرکز معین برابر است با حاصل ضرب مدول نیرو و شانه آن که با علامت مثبت یا منفی گرفته می شود. در این حالت یک گشتاور مثبت مربوط به چرخش بدن تحت تأثیر نیروی معین در برابر ساعت و یک ممان منفی مربوط به چرخش بدن در جهت ساعت است. از فرمول های (1)، (2) و (3) نتیجه می شود که گشتاور نیرو نسبت به یک نقطه تنها در صورتی برابر با صفر است که بازوی این نیرو باشدساعتصفر. چنین نیرویی نمی تواند بدن را حول یک نقطه معین بچرخاند.

و) گشتاور نیرو حول محور

اگر جسمی تحت تأثیر یک نیرو بتواند حول یک محور ثابت بچرخد (مثلاً چرخش یک در یا قاب پنجره در لولاها هنگام باز یا بسته شدن) ، یک کمیت فیزیکی برای تعیین کمیت این اثر چرخشی معرفی می شود. نامیده میشود گشتاور نیرو حول یک محور معین.

z

 ب Fxy

شکل 3 نموداری را نشان می دهد که بر اساس آن ممان نیرو حول محور z تعیین می شود:

زاویه  از دو جهت عمود بر z و به صفحات مثلث O تشکیل می شود. abو OAV به ترتیب. از آنجایی که  O abپروجکشن ОАВ بر روی صفحه xy است، پس با توجه به قضیه استریومتری در طرح ریزی یک شکل صاف بر روی صفحه معین، داریم:

که در آن علامت مثبت مربوط به مقدار مثبت cos، یعنی زوایای حاد ، و علامت منفی مربوط به مقدار منفی cos، یعنی زوایای مبهم ، به دلیل جهت بردار است. به نوبه خود، SO ab=1/2ابه، جایی که ساعت  ab . ارزش بخش abبرابر است با نیروی پیش بینی شده بر روی صفحه xy، یعنی. . ab = اف xy .

بر اساس موارد فوق و همچنین برابری های (4) و (5)، گشتاور نیرو در مورد محور z را به صورت زیر تعیین می کنیم:

تساوی (6) به ما امکان می دهد تعریف زیر را از گشتاور نیرو حول هر محوری فرموله کنیم: گشتاور نیرو حول یک محور معین برابر است با پیش بینی بر این محور بردار گشتاور این نیرو نسبت به هر نقطه ای از یک محور معین و به عنوان حاصل ضرب نیرو بر روی یک صفحه عمود بر محور داده شده تعریف می شود که با علامت مثبت یا منفی روی شانه این برجستگی نسبت به نقطه تقاطع محور با صفحه طرح ریزی گرفته می شود. در این حالت اگر با نگاه از جهت مثبت محور، چرخش بدن حول این محور بر خلاف ساعت قابل مشاهده باشد، علامت لحظه مثبت تلقی می شود. در غیر این صورت ممان نیرو حول محور منفی در نظر گرفته می شود. از آنجایی که یادآوری این تعریف از لحظه نیروی نسبت به محور بسیار دشوار است، توصیه می شود فرمول (6) و شکل 3 را که این فرمول را توضیح می دهد، به خاطر بسپارید.

از فرمول (6) نتیجه می گیرد که گشتاور نیرو حول محور صفر است اگرموازی با محور است (در این حالت، برآمدگی آن بر روی صفحه ای عمود بر محور برابر با صفر است) یا خط عمل نیرو محور را قطع می کند (سپس بازوی پیش بینی شده). ساعت=0). این به طور کامل با معنای فیزیکی لحظه نیرو حول محور به عنوان یک مشخصه کمی از عملکرد چرخشی نیرو بر روی جسمی با محور چرخش مطابقت دارد.

ز) وزن بدن

از قدیم ذکر شده است که تحت تأثیر یک نیرو، بدن به تدریج سرعت می گیرد و در صورت حذف نیرو به حرکت خود ادامه می دهد. این خاصیت اجسام برای مقاومت در برابر تغییر در حرکت آنها نامیده شد اینرسی یا اینرسی اجسام. اندازه گیری کمی اینرسی یک جسم، جرم آن است.بعلاوه، توده بدن اندازه گیری کمی از تأثیر نیروهای گرانشی بر یک جسم معین است هر چه جرم جسم بیشتر باشد، نیروی گرانشی بیشتر بر جسم وارد می شود.همانطور که در زیر نشان داده خواهد شد، اوهاین دو تعریف از وزن بدن به هم مرتبط هستند.

سایر مفاهیم و تعاریف دینامیک بعداً در بخش هایی که برای اولین بار ظاهر می شوند مورد بحث قرار خواهند گرفت.

2. پیوندها و واکنش های پیوندها

قبلاً در بخش 1 نقطه (ج) مفهوم جسم آزاد ارائه شد، به عنوان جسمی که می تواند در فضا در هر جهت حرکت کند بدون اینکه در تماس مستقیم با اجسام دیگر باشد. اکثر اجسام واقعی که ما را احاطه کرده اند در تماس مستقیم با اجسام دیگر هستند و نمی توانند در یک جهت حرکت کنند. بنابراین، برای مثال، اجسام واقع در سطح میز می توانند در هر جهتی حرکت کنند، به جز جهت عمود بر سطح میز به پایین. درهای لولایی می توانند بچرخند، اما نمی توانند به جلو حرکت کنند و غیره. اجسامی که نمی توانند در فضا در یک جهت حرکت کنند، نامیده می شوند. رایگان نیست.

هر چیزی که حرکت جسم معین را در فضا محدود می کند پیوند نامیده می شود.اینها می توانند اجسام دیگری باشند که از حرکت این بدن در برخی جهات جلوگیری می کنند ( ارتباطات فیزیکی) به طور گسترده تر، ممکن است شرایطی بر حرکت بدن تحمیل شود که این حرکت را محدود می کند. بنابراین، می توانید شرطی را برای حرکت یک نقطه مادی در امتداد یک منحنی مشخص تنظیم کنید. در این حالت، اتصال به صورت ریاضی در قالب یک معادله مشخص می شود ( معادله اتصال). سوال انواع پیوندها در ادامه با جزئیات بیشتر مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

بیشتر پیوندهای تحمیل شده بر اجسام عملاً پیوندهای فیزیکی هستند. بنابراین، این سؤال در مورد تعامل یک جسم معین و ارتباط تحمیل شده بر این جسم مطرح می شود. این سوال با اصل برهمکنش اجسام پاسخ داده می شود: دو جسم با نیروهایی مساوی از نظر بزرگی، مخالف جهت و در یک خط مستقیم بر یکدیگر عمل می کنند. این نیروها را نیروهای کنش متقابل می نامند. نیروهای متقابل به اجسام متقابل مختلف اعمال می شود. به عنوان مثال، در هنگام اندرکنش یک جسم معین و یک اتصال، یکی از نیروهای فعل و انفعال از سمت بدنه به اتصال اعمال می شود و نیروی فعل و انفعال دیگر از سمت اتصال به جسم داده شده اعمال می شود. . این آخرین قدرت نامیده می شود نیروی واکنش پیوندیا به سادگی، واکنش اتصال

هنگام حل مسائل عملی دینامیک، باید بتوان جهت واکنش ها را پیدا کرد انواع مختلفاتصالات قاعده کلی برای تعیین جهت یک واکنش پیوند گاهی اوقات می تواند به این امر کمک کند: واکنش یک پیوند همیشه بر خلاف جهتی است که در آن این پیوند از حرکت یک جسم معین جلوگیری می کند. اگر بتوان این جهت را به طور قطع مشخص کرد، واکنش اتصال با جهت مشخص می شود. در غیر این صورت، جهت واکنش پیوند نامشخص است و فقط از معادلات حرکت یا تعادل جسم می توان آن را یافت. با تفصیل بیشتر، سؤال انواع پیوندها و جهت عکس العمل های آنها را باید طبق کتاب درسی بررسی کرد: S.M. Targ دوره کوتاهی در مکانیک نظری "دبیرستان"، م.، 1365. فصل 1، §3.

در بخش 1، بند (ج) گفته شد که اثر هر سیستم نیرو را تنها در صورتی می توان به طور کامل تعیین کرد که این سیستم نیروها بر جسم آزاد اعمال شود. از آنجایی که اکثر اجسام در واقع آزاد نیستند، پس برای مطالعه حرکت این اجسام، این سوال مطرح می شود که چگونه می توان این اجسام را آزاد کرد. این سوال پاسخ داده شده است اصل پیوندهای سخنرانی ها توسطفلسفه در خانه سخنرانی هابود... روانشناسی اجتماعیو قوم شناسی 3. نظرینتایج در داروینیسم اجتماعی ...

نظری مکانیک

آموزش >> فیزیک

خلاصه سخنرانی ها توسطموضوع نظری مکانیکبرای دانشجویان رشته تخصصی: 260501.65 ... - چکیده تمام وقت سخنرانی هاگردآوری شده بر اساس: Butorin L.V., Busygina E.B. نظری مکانیک. راهنمای آموزشی و کاربردی ...

چشم انداز:این مطلب 32852 بار خوانده شده است

پی دی اف انتخاب زبان ... روسی اوکراینی انگلیسی

بررسی کوتاه

پس از انتخاب زبان، مطالب کامل در بالا دانلود می شود

• استاتیک
  • مفاهیم اساسی استاتیک
  • انواع نیرو
  • بدیهیات استاتیک
  • اتصالات و واکنش های آنها
  • سیستم نیروی همگرا
    • روش‌هایی برای تعیین سیستم حاصل از نیروهای همگرا
    • شرایط تعادل برای سیستم نیروهای همگرا
  • لحظه نیرو در مرکز به عنوان یک بردار
    • مقدار جبری لحظه نیرو
    • ویژگی های گشتاور نیرو در مورد مرکز (نقطه)
  • نظریه جفت نیرو
    • جمع دو نیروی موازی در یک جهت
    • جمع دو نیروی موازی هدایت شده به داخل طرف های مختلف
    • جفت قدرت
    • قضایای چند نیرو
    • شرایط تعادل یک سیستم از جفت نیرو
  • بازوی اهرمی
  • سیستم هواپیمای دلخواه نیروها
    • مواردی از کاهش یک سیستم مسطح نیروها به شکل ساده تر
    • شرایط تعادل تحلیلی
  • مرکز نیروهای موازی مرکز گرانش
    • مرکز نیروهای موازی
    • مرکز ثقل جسم صلب و مختصات آن
    • مرکز ثقل حجم، صفحات و خطوط
    • روش های تعیین موقعیت مرکز ثقل
• مبانی راکت های قدرتی
  • مشکلات و روش های مقاومت مصالح
  • طبقه بندی بار
  • طبقه بندی عناصر سازه ای
  • تغییر شکل میله ها
  • فرضیه ها و اصول اصلی
  • نیروهای داخلی روش بخش
  • ولتاژ
  • کشش و فشرده سازی
  • مشخصات مکانیکی مواد
  • تنش های مجاز
  • سختی مواد
  • نمودار نیروها و تنش های طولی
  • تغییر مکان
  • مشخصات هندسی مقاطع
  • پیچ خوردگی
  • خم شدن
    • وابستگی های دیفرانسیل در خمش
    • استحکام خمشی
    • استرس های عادی محاسبه قدرت
    • تنش های برشی در خمش
    • سفتی خمشی
  • عناصر نظریه عمومیحالت استرس
  • نظریه های قدرت
  • خم شدن با پیچ و تاب
• سینماتیک
  • سینماتیک نقطه ای
    • مسیر نقطه ای
    • روش های تعیین حرکت یک نقطه
    • سرعت نقطه
    • شتاب نقطه ای
  • سینماتیک بدن صلب
    • حرکت انتقالی یک جسم صلب
    • حرکت چرخشی یک جسم صلب
    • سینماتیک مکانیزم های چرخ دنده
    • حرکت موازی یک جسم صلب
  • حرکت نقطه پیچیده
• پویایی شناسی
  • قوانین اساسی دینامیک
  • پویایی نقطه
    • معادلات دیفرانسیل یک نقطه مادی آزاد
    • دو مشکل دینامیک نقطه
  • دینامیک بدنه سفت و سخت
    • طبقه بندی نیروهای وارد بر یک سیستم مکانیکی
    • معادلات دیفرانسیل حرکت یک سیستم مکانیکی
  • قضایای عمومی دینامیک
    • قضیه حرکت مرکز جرم یک سیستم مکانیکی
    • قضیه تغییر تکانه
    • قضیه تغییر تکانه زاویه ای
    • قضیه تغییر انرژی جنبشی
• نیروهای فعال در ماشین ها
  • نیروهای درگیر یک چرخ دنده
  • اصطکاک در مکانیزم ها و ماشین ها
    • اصطکاک لغزشی
    • اصطکاک غلتشی
  • بهره وری
• قطعات ماشین
  • گیربکس های مکانیکی
    • انواع چرخ دنده های مکانیکی
    • پارامترهای پایه و مشتق شده از چرخ دنده های مکانیکی
    • چرخ دنده ها
    • چرخ دنده با پیوندهای انعطاف پذیر
  • شفت ها
    • هدف و طبقه بندی
    • محاسبه طراحی
    • محاسبه شفت ها را بررسی کنید
  • بلبرینگ
    • بلبرینگ های ساده
    • بلبرینگ غلتکی
  • اتصال قطعات ماشین آلات
    • انواع اتصالات جداشدنی و دائمی
    • اتصالات کلید دار
• استانداردسازی هنجارها، قابلیت تعویض
  • تلرانس ها و فرودها
  • سیستم یکپارچه تلورانس ها و فرودها (ESDP)
  • انحراف فرم و موقعیت

فرمت: pdf

حجم: 4 مگابایت

زبان روسی

مثالی از محاسبه چرخ دنده
مثالی از محاسبه چرخ دنده. انتخاب مواد، محاسبه تنش های مجاز، محاسبه مقاومت خمشی و تماس انجام شد.

نمونه ای از حل مشکل خمش تیر
در مثال، نمودار نیروهای عرضی و لنگرهای خمشی رسم می شود، یک مقطع خطرناک پیدا می شود و یک پرتو I انتخاب می شود. در مسئله، ساخت نمودارها با استفاده از وابستگی های دیفرانسیل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تحلیل مقایسه ایمقاطع مختلف تیر

نمونه ای از حل مشکل پیچش شفت
وظیفه آزمایش استحکام شفت فولادی برای قطر معین، ماده و تنش های مجاز است. در حین حل، نمودارهایی از گشتاورها، تنش های برشی و زوایای پیچش ساخته می شود. وزن خود محور در نظر گرفته نمی شود

نمونه ای از حل مشکل کشش-فشردگی میله
وظیفه آزمایش استحکام یک میله فولادی در تنش های مجاز معین است. در حین حل، قطعاتی از نیروهای طولی، تنش ها و جابجایی های نرمال ساخته می شوند. وزن خود میله در نظر گرفته نمی شود

کاربرد قضیه بقای انرژی جنبشی
مثالی از حل مسئله بکارگیری قضیه بقای انرژی جنبشی یک سیستم مکانیکی

تعیین سرعت و شتاب یک نقطه با توجه به معادلات حرکت داده شده
مثالی از حل مسئله تعیین سرعت و شتاب یک نقطه با توجه به معادلات حرکت داده شده

تعیین سرعت و شتاب نقاط یک جسم صلب در حین حرکت صفحه موازی
مثالی از حل مسئله تعیین سرعت و شتاب نقاط یک جسم صلب در حین حرکت صفحه موازی

تعیین نیرو در میله های خرپایی مسطح
نمونه ای از حل مسئله تعیین نیرو در میله های خرپا تخت به روش ریتر و روش گره برش

نهاد خودمختار دولتی

منطقه کالینینگراد

حرفه ای سازمان آموزشی

دانشکده خدمات و گردشگری

دوره سخنرانی با نمونه کارهای عملی

"مبانی مکانیک نظری"

توسط رشتهمکانیک فنی

برای دانش آموزان3 دوره

تخصص ها20.02.04 ایمنی آتش

کالینینگراد

تایید

معاون مدیر SD GAU KO VEO KSTN.N. میاسنیکوف

تایید شده

شورای روش شناسی GAU KO VET KST

در نظر گرفته شده

در جلسه PCC

تیم تحریریه:

کولگانوا A.A.، روش شناس

Falaleeva A.B.، معلم زبان و ادبیات روسی

Tsvetaeva L.V.، رئیس PCCرشته های عمومی ریاضی و طبیعی

گردآوری شده توسط:

Nezvanova I.V. مدرس GAU KO VET KST

محتوا

1. اطلاعات نظری

1. اطلاعات نظری

1. نمونه هایی از حل مسائل عملی

دینامیک: مفاهیم اساسی و بدیهیات

1. اطلاعات نظری

1. نمونه هایی از حل مسائل عملی

کتابشناسی - فهرست کتب

استاتیک: مفاهیم اساسی و بدیهیات.

1. اطلاعات نظری

استاتیک - بخشی از مکانیک نظری که خواص نیروهای اعمال شده بر نقاط یک جسم صلب و شرایط تعادل آنها را در نظر می گیرد. اهداف اصلی:

1. تبدیل سیستم نیروها به سیستم نیروها معادل.

2. تعیین شرایط برای تعادل سیستم های نیروهای وارد بر جسم صلب.

نقطه مادی ساده ترین مدل یک جسم مادی نامیده می شود

هر شکلی که ابعاد آن به اندازه کافی کوچک باشد و بتوان آن را به عنوان یک نقطه هندسی با جرم معین در نظر گرفت. سیستم مکانیکی هر مجموعه ای از نقاط مادی است. یک جسم کاملاً صلب یک سیستم مکانیکی است که فواصل بین نقاط آن تحت هیچ فعل و انفعالی تغییر نمی کند.

زور معیاری برای برهمکنش مکانیکی اجسام مادی با یکدیگر است. نیرو یک کمیت برداری است، زیرا توسط سه عنصر تعیین می شود:

مقدار عددی؛

جهت؛

نقطه کاربرد (A).

واحد نیرو نیوتن (N) است.

شکل 1.1

سیستم نیروها مجموعه ای از نیروهایی است که بر جسم وارد می شوند.

سیستم نیروها متعادل (برابر صفر) سیستمی است که با اعمال آن بر جسم، حالت آن را تغییر نمی دهد.

سیستم نیروهای وارد بر بدن را می توان با یک نتیجه که به عنوان یک سیستم نیرو عمل می کند جایگزین کرد.

بدیهیات استاتیک

اصل 1: اگر یک سیستم متعادل از نیروها به بدن اعمال شود، آنگاه به طور یکنواخت و مستطیل حرکت می کند یا در حالت سکون است (قانون اینرسی).

اصل 2: یک جسم کاملاً صلب تحت تأثیر دو نیرو در حالت تعادل است اگر و تنها در صورتی که این نیروها از نظر مقدار مطلق برابر باشند، در یک خط مستقیم عمل کنند و در جهات مخالف جهت گیرند. شکل 1.2

اصل 3: اگر یک سیستم متعادل از نیروها به سیستم نیروهای وارده بر آن اضافه شود یا از آن کم شود، وضعیت مکانیکی جسم مختل نخواهد شد.

اصل 4: برآیند دو نیروی وارد شده به جسم برابر است با مجموع هندسی آنها، یعنی به صورت قدر مطلق و جهت با قطر متوازی الاضلاع ساخته شده بر روی این نیروها مانند اضلاع بیان می شود.

شکل 1.3.

اصل 5: نیروهایی که دو جسم بر روی یکدیگر اثر می‌کنند همیشه از نظر مقدار مطلق برابر هستند و در امتداد یک خط مستقیم در جهت مخالف هدایت می‌شوند.

شکل 1.4.

انواع پیوندها و واکنش های آنها

اتصالات هر گونه محدودیتی که از حرکت بدن در فضا جلوگیری می کند نامیده می شود. جسمی که تحت تأثیر نیروهای وارده به دنبال حرکت است که با اتصال مانع از آن می شود، با نیروی معینی به آن عمل می کند. نیروی فشار روی اتصال . بر اساس قانون برابری کنش و واکنش، اتصال با مدول یکسان، اما نیروی معکوس بر روی بدن عمل می کند.
نیرویی که با آن این اتصال بر روی بدن اعمال می شود و از یک یا آن حرکت جلوگیری می کند، نامیده می شود نیروی واکنش (واکنش) پیوند .
یکی از اصول اساسی مکانیک این است اصل رهایی : هر جسم غیرآزاد را می توان آزاد در نظر گرفت، اگر پیوندها را دور بیندازیم و عمل آنها را با واکنش پیوندها جایگزین کنیم.

واکنش پیوند در جهت مخالف جایی است که پیوند به بدن اجازه حرکت نمی دهد. انواع اصلی پیوندها و واکنش آنها در جدول 1.1 نشان داده شده است.

جدول 1.1

انواع پیوندها و واکنش های آنها

نام ارتباط

سمبل

1

سطح صاف (پشتیبانی) - سطح (تکیه)، اصطکاک که بر روی آن می توان از جسم معین غفلت کرد.
با پشتیبانی رایگان، واکنشعمود بر مماس از طریق نقطه هدایت می شودآ تماس بدن1 با سطح پشتیبانی2 .

2

نخ (انعطاف پذیر، غیر قابل گسترش). اتصالی که به شکل یک نخ غیر قابل امتداد ایجاد شده است، اجازه نمی دهد بدنه از نقطه تعلیق دور شود. بنابراین واکنش نخ در امتداد نخ تا نقطه تعلیق آن هدایت می شود.

3

میله بی وزن - میله ای که وزن آن را می توان در مقایسه با بار درک شده نادیده گرفت.
واکنش یک میله مستطیل لولایی بدون وزن در امتداد محور میله هدایت می شود.

4

لولا متحرک، تکیه گاه متحرک مفصلی. واکنش در امتداد نرمال به سطح نگهدارنده هدایت می شود.

7

بسته شدن سفت و سخت. در صفحه جاسازی صلب دو جزء واکنش وجود خواهد داشت, و لحظه ای از یک جفت نیرو، که از چرخش تیر جلوگیری می کند1 نسبت به نقطهآ .
یک اتصال صلب در فضا تمام شش درجه آزادی را از بدن 1 می گیرد - سه جابجایی در امتداد محورهای مختصات و سه چرخش در اطراف این محورها.
سه جزء در تعبیه صلب فضایی وجود خواهد داشت, , و سه لحظه جفت نیرو.

سیستم نیروی همگرا

سیستمی از نیروهای همگرا سیستمی از نیروها نامیده می شود که خطوط عمل آنها در یک نقطه قطع می شود. دو نیروی همگرا در یک نقطه، طبق اصل سوم استاتیک، می توانند با یک نیرو جایگزین شوند -حاصل .
بردار اصلی سیستم نیروها - مقداری برابر با مجموع هندسی نیروهای سیستم.

حاصل سیستم صفحه ای از نیروهای همگرا را می توان تعریف کردبه صورت گرافیکی و به صورت تحلیلی.

اضافه شدن سیستم نیروها . افزودن یک سیستم مسطح از نیروهای همگرا یا با افزودن متوالی نیروها با ساخت یک نتیجه میانی (شکل 1.5)، یا با ساختن یک چندضلعی نیرو (شکل 1.6) انجام می شود.

شکل 1.5 شکل 1.6

طرح ریزی نیرو بر روی محور - یک کمیت جبری برابر با حاصل ضرب مدول نیرو و کسینوس زاویه بین نیرو و جهت مثبت محور.
فرافکنیافایکس(شکل 1.7) نیروها در هر محور ایکساگر α حاد باشد مثبت، اگر α مبهم باشد منفی. اگر قدرتعمود بر محور است، سپس برآمدگی آن بر روی محور صفر است.

شکل 1.7

طرح ریزی نیرو در هواپیما اوهو– بردار ، بین پیش بینی های ابتدا و انتهای نیرو به نتیجه رسیدبه این هواپیما آن ها طرح ریزی نیرو بر روی صفحه یک کمیت برداری است که نه تنها مشخص می شود مقدار عددی، بلکه جهت در هواپیمااوهو (شکل 1.8).

شکل 1.8

سپس ماژول طرح ریزیبه هواپیما اوهو برابر خواهد بود با:

افxy = اف cosα،

جایی که α زاویه بین جهت نیرو استو طرح ریزی آن
روش تحلیلی تعیین نیروها . برای روش تحلیلی تنظیم نیروانتخاب یک سیستم از محورهای مختصات ضروری استاوهز، در رابطه با آن جهت نیرو در فضا مشخص خواهد شد.
وکتوری که قدرت را نشان می دهد، در صورتی می توان ساخت که مدول این نیرو و زوایای α، β، γ که نیرو با محورهای مختصات ایجاد می کند مشخص باشد. نقطهآاعمال زور به طور جداگانه توسط مختصات آن تنظیم می شودایکس, در, z. شما می توانید نیرو را با پیش بینی های آن تنظیم کنیدfx, fy, fzدر محورهای مختصات مدول نیرو در این مورد با فرمول تعیین می شود:

و کسینوس جهت:

, .

روش تحلیلی افزودن نیروها : طرح مجموع بردار بر روی یک محور برابر است با مجموع جبری پیش بینی های عبارت بردارها بر روی همان محور، یعنی اگر:

که , , .
دانستن Rx، Ry، Rz، می توانیم ماژول را تعریف کنیم

و کسینوس جهت:

, , .

شکل 1.9

برای تعادل سیستم نیروهای همگرا لازم و کافی است که حاصل این نیروها برابر با صفر باشد.
1) شرایط تعادل هندسی برای یک سیستم همگرای نیروها : برای تعادل یک سیستم نیروهای همگرا، لازم و کافی است که چندضلعی نیرویی که از این نیروها ساخته شده است.

بسته شد (پایان بردار ترم گذشته

نیرو باید با ابتدای بردار اولین جمله نیرو منطبق باشد). سپس بردار اصلی سیستم نیروها برابر با صفر خواهد بود ()
2) شرایط تعادل تحلیلی . ماژول بردار اصلی سیستم نیروها با فرمول تعیین می شود. =0. از آنجا که ، آنگاه بیان ریشه تنها در صورتی می تواند برابر با صفر باشد که هر عبارت به طور همزمان ناپدید شود، یعنی.

Rx= 0, رای= 0, آر z = 0.

بنابراین، برای تعادل سیستم فضایی نیروهای همگرا، لازم و کافی است که مجموع برآمدگی های این نیروها بر روی هر یک از سه مختصات محورها برابر با صفر باشد:

برای تعادل یک سیستم مسطح از نیروهای همگرا، لازم و کافی است که مجموع پیش بینی نیروها در هر یک از دو محور مختصات برابر با صفر باشد:

جمع دو نیروی موازی در یک جهت.

شکل 1.9

دو نیروی موازی که در یک جهت هدایت می شوند به یک نیروی حاصل موازی با آنها کاهش می یابد و در یک جهت هدایت می شوند. بزرگی حاصل برابر با مجموع قدر این نیروها است و نقطه اعمال آن C فاصله بین خطوط عمل نیروها را در داخل به قطعاتی که نسبت عکس با بزرگی این نیروها دارد تقسیم می کند.

B A C

R=F 1 +F 2

اضافه شدن دو نیروی موازی نابرابر در جهت مخالف.

دو نیروی ضد موازی نابرابر به یک نیروی حاصل موازی با آنها کاهش می یابد و به سمت نیروی بزرگتر هدایت می شود. بزرگی حاصل برابر است با اختلاف قدر این نیروها و نقطه اعمال آن، C، فاصله بین خطوط عمل نیروها را از خارج به قطعاتی که متناسب با بزرگی این نیروها است، تقسیم می کند. است

جفت نیرو و لحظه نیرو در حدود یک نقطه.

لحظه زور نسبت به نقطه O نامیده می شود، با علامت مناسب، حاصل ضرب بزرگی نیرو با فاصله h از نقطه O تا خط عمل نیرو. . این محصول با علامت مثبت در صورت نیرو گرفته می شود تمایل دارد بدن را در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخاند، و با علامت -، اگر نیرو باشد تمایل دارد بدن را در جهت عقربه های ساعت بچرخاند، یعنی . طول عمود h نامیده می شودشانه قدرت نقطه O. اثر عمل نیرو i.e. شتاب زاویه ای بدن بیشتر است، بزرگی لحظه نیرو بیشتر است.

شکل 1.11

یکی دو نیرو یک سیستم به سیستمی گفته می شود که از دو نیروی موازی با قدر مساوی که در جهات مخالف جهت دارند تشکیل شده باشد. فاصله بین خطوط عمل نیروها h نامیده می شودزوج های شانه ای . لحظه ای از یک جفت نیرو m(F,F") حاصل ضرب مقدار یکی از نیروهای تشکیل دهنده جفت و بازوی جفت است که با علامت مناسب گرفته می شود.

به صورت زیر نوشته می شود: m(F, F")= ± F × h، در صورتی که جفت نیرو در خلاف جهت عقربه های ساعت بدن را بچرخاند، حاصلضرب با علامت مثبت و در صورت تمایل جفت نیرو با علامت منفی گرفته می شود. برای چرخاندن بدن در جهت عقربه های ساعت

قضیه مجموع گشتاورهای نیروهای یک جفت.

مجموع گشتاورهای نیروهای جفت (F,F") نسبت به هر نقطه صفر گرفته شده در صفحه عمل جفت بستگی به انتخاب این نقطه ندارد و برابر است با ممان جفت.

قضیه در مورد جفت معادل. عواقب.

قضیه. دو جفتی که گشتاورهای آنها با یکدیگر برابر است، معادل هستند، یعنی. (F، F") ~ (P، P")

نتیجه 1 . یک جفت نیرو را می توان به هر نقطه ای از صفحه عمل خود منتقل کرد و همچنین می تواند به هر زاویه ای بچرخد و بازو و بزرگی نیروهای جفت را تغییر دهد و در عین حال ممان جفت را حفظ کند.

نتیجه 2. یک جفت نیرو نتیجه ای ندارد و نمی تواند با یک نیرویی که در صفحه جفت قرار دارد متعادل شود.

شکل 1.12

جمع و شرایط تعادل برای یک سیستم از جفت در یک هواپیما.

1. قضیه جمع جفت هایی که در یک صفحه قرار دارند. یک سیستم از جفت ها که به طور دلخواه در یک صفحه قرار دارند، می توانند با یک جفت جایگزین شوند که ممان آن برابر است با مجموع گشتاورهای این جفت ها.

2. قضیه تعادل یک سیستم از جفت در یک صفحه.

برای اینکه یک جسم کاملاً صلب تحت تأثیر سیستمی از جفت ها که به طور دلخواه در یک صفحه قرار دارند در حالت سکون قرار گیرد، لازم است و کافی است که مجموع گشتاورهای همه جفت ها برابر با صفر باشد.

مرکز گرانش

جاذبه زمین - حاصل نیروهای جذب به زمین که در کل حجم بدن توزیع می شود.

مرکز ثقل بدن - این چنین نقطه ای است که همیشه با این جسم مرتبط است که از طریق آن خط عمل نیروی گرانش یک جسم معین در هر موقعیتی از بدن در فضا می گذرد.

روش های یافتن مرکز ثقل

1. روش تقارن:

1.1. اگر جسم همگن دارای صفحه تقارن باشد، مرکز ثقل در این صفحه قرار دارد.

1.2. اگر یک جسم همگن دارای یک محور تقارن باشد، مرکز ثقل روی این محور قرار دارد. مرکز ثقل بدنه همگن انقلاب بر محور انقلاب قرار دارد.

1.3 اگر یک جسم همگن دارای دو محور تقارن باشد، مرکز ثقل در نقطه تقاطع آنها قرار دارد.

2. روش پارتیشن بندی: بدنه به کمترین تعداد قطعات تقسیم می شود که نیروهای ثقل و موقعیت مراکز ثقل آن مشخص است.

3. روش جرم های منفی: هنگام تعیین مرکز ثقل جسم دارای حفره های آزاد باید از روش تقسیم بندی استفاده کرد ولی جرم حفره های آزاد را منفی در نظر گرفت.

مختصات مرکز ثقل یک شکل صاف:

موقعیت مراکز ثقل ساده شکل های هندسیرا می توان با استفاده از فرمول های شناخته شده محاسبه کرد. (شکل 1.13)

توجه داشته باشید: مرکز ثقل تقارن شکل روی محور تقارن است.

مرکز ثقل میله در وسط ارتفاع قرار دارد.

1.2. نمونه هایی از حل مسائل عملی

مثال 1: وزنه ای روی میله ای معلق است و در حالت تعادل است. نیروهای موجود در میله را تعیین کنید. (شکل 1.2.1)

راه حل:

نیروهایی که در میله های بست ایجاد می شود از نظر بزرگی با نیروهایی است که میله ها بار را تحمل می کنند. (اصول پنجم)

ما جهت های احتمالی واکنش پیوندهای "میله های سفت" را تعیین می کنیم.

تلاش ها در امتداد میله ها هدایت می شود.

شکل 1.2.1.

اجازه دهید نقطه A را از پیوندها آزاد کنیم و عمل پیوندها را با واکنش آنها جایگزین کنیم. (شکل 1.2.2)

بیایید ساخت را با یک نیروی شناخته شده با رسم بردار شروع کنیمافدر مقیاسی

از انتهای وکتورافخطوطی موازی با واکنش ها رسم کنیدآر 1 وآر 2 .

شکل 1.2.2

خطوط متقاطع یک مثلث ایجاد می کنند. (شکل 1.2.3.). با دانستن مقیاس ساختارها و اندازه گیری طول اضلاع مثلث، می توان بزرگی واکنش ها را در میله ها تعیین کرد.

برای محاسبات دقیق تر، می توانید از روابط هندسی، به ویژه قضیه سینوس استفاده کنید: نسبت ضلع مثلث به سینوس زاویه مقابل یک مقدار ثابت است.

برای این مورد:

شکل 1.2.3

اظهار نظر: اگر جهت بردار (واکنش جفت) در یک طرح معین و در مثلث نیروها مطابقت نداشت، واکنش روی طرح باید در جهت مخالف هدایت شود.

مثال 2: اندازه و جهت سیستم مسطح حاصل از نیروهای همگرا را به روش تحلیلی تعیین کنید.

راه حل:

شکل 1.2.4

1. پیش بینی تمام نیروهای سیستم را روی Ox تعیین می کنیم (شکل 1.2.4).

با جمع جبری پیش بینی ها، برآمده را بر روی محور Ox به دست می آوریم.

علامت نشان می دهد که نتیجه به سمت چپ هدایت می شود.

2. پیش بینی همه نیروها را در محور Oy تعیین می کنیم:

با جمع جبری پیش بینی ها، طرح برآیند را روی محور Oy بدست می آوریم.

علامت نشان می دهد که نتیجه به سمت پایین هدایت می شود.

3. مدول حاصل را با بزرگی برآمدگی ها تعیین کنید:

4. مقدار زاویه حاصل را با محور Ox تعیین کنید:

و مقدار زاویه با محور y:

مثال 3: مجموع گشتاورهای نیروها را نسبت به نقطه O محاسبه کنید (شکل 1.2.6).

OA= AB= که درD=DE=CB=2متر

شکل 1.2.6

راه حل:

1. گشتاور نیرو نسبت به یک نقطه از نظر عددی برابر است با حاصل ضرب مدول و بازوی نیرو.

2. اگر خط عمل نیرو از نقطه ای بگذرد، ممان نیرو برابر با صفر است.

مثال 4: موقعیت مرکز ثقل شکل نشان داده شده در شکل 1.2.7 را تعیین کنید

راه حل:

شکل را به سه تقسیم می کنیم:

1-مستطیل

آ 1 =10*20=200cm 2

2-مثلث

آ 2 =1/2*10*15=75cm 2

3 دور

آ 3 =3,14*3 2 = 28.3 سانتی متر 2

شکل 1 CG: x 1 = 10 سانتی متر، y 1 = 5 سانتی متر

شکل 2 CG: x 2 =20+1/3*15=25cm، u 2 =1/3*10=3.3cm

شکل 3 CG: x 3 = 10 سانتی متر، y 3 = 5 سانتی متر

به طور مشابه برای با = 4.5 سانتی متر

سینماتیک: مفاهیم اساسی

پارامترهای اصلی سینماتیک

مسیر حرکت - خطی که یک نقطه مادی هنگام حرکت در فضا مشخص می کند. مسیر می تواند یک خط مستقیم و یک منحنی، یک خط مسطح و یک خط فضایی باشد.

معادله مسیر حرکت صفحه: y =f ( ایکس)

مسافت طی شده مسیر در طول مسیر در جهت حرکت اندازه گیری می شود. تعیین -اس، واحدهای اندازه گیری - متر.

معادله حرکت نقطه ای معادله ای است که موقعیت یک نقطه متحرک را به عنوان تابعی از زمان تعیین می کند.

شکل 2.1

موقعیت یک نقطه در هر لحظه از زمان را می توان با مسافت طی شده در طول مسیر از نقطه ثابتی که به عنوان مبدا در نظر گرفته می شود تعیین کرد (شکل 2.1). این نوع حرکت نامیده می شودطبیعی . بنابراین، معادله حرکت را می توان به صورت S = f (t) نشان داد.

شکل 2.2

اگر مختصات آن به عنوان تابعی از زمان شناخته شود، موقعیت یک نقطه را نیز می توان تعیین کرد (شکل 2.2). سپس، در مورد حرکت در یک صفحه، دو معادله باید داده شود:

در مورد حرکت فضایی، مختصات سوم نیز اضافه می شودz= f 3 ( تی)

این نوع حرکت نامیده می شودهماهنگ كردن .

سرعت سفر کمیت برداری است که در لحظه سرعت و جهت حرکت در طول مسیر را مشخص می کند.

سرعت بردار است که در هر لحظه به صورت مماس بر خط سیر به سمت جهت حرکت هدایت می شود (شکل 2.3).

شکل 2.3

اگر نقطه ای فواصل مساوی را در فواصل زمانی مساوی بپوشاند، حرکت نامیده می شودلباس فرم .

سرعت متوسطدر راه Δاستعریف شده است:

جایی که∆S- مسافت طی شده در زمان Δتی; Δ تی- فاصله زمانی.

اگر نقطه ای مسیرهای نابرابر را در فواصل زمانی مساوی طی کند، حرکت نامیده می شودناهموار. ناجور . در این حالت سرعت متغیر است و به زمان بستگی داردv= f( تی)

سرعت فعلی به صورت تعریف شده است

شتاب نقطه ای - یک کمیت برداری که میزان تغییر سرعت در قدر و جهت را مشخص می کند.

سرعت یک نقطه هنگام حرکت از نقطه M1 به نقطه Mg در قدر و جهت تغییر می کند. مقدار متوسط ​​شتاب برای این دوره زمانی

شتاب فعلی:

معمولاً برای سهولت، دو مولفه شتاب متقابل عمود بر هم در نظر گرفته می‌شوند: نرمال و مماسی (شکل 2.4).

شتاب عادی الف n ، تغییر در سرعت را مشخص می کند

جهت و به عنوان تعریف می شود

شتاب معمولی همیشه عمود بر سرعت به سمت مرکز قوس است.

شکل 2.4

شتاب مماسی الف تی ، تغییر سرعت را در قدر مشخص می کند و همیشه به صورت مماس بر مسیر هدایت می شود. در هنگام شتاب، جهت آن با جهت سرعت منطبق است و در هنگام کاهش سرعت، خلاف جهت بردار سرعت است.

مقدار شتاب کامل به صورت زیر تعریف می شود:

تجزیه و تحلیل انواع و پارامترهای سینماتیکی حرکات

حرکت یکنواخت - این حرکت با سرعت ثابت است:

برای حرکت یکنواخت یکنواخت:

برای حرکت یکنواخت منحنی:

قانون حرکت یکنواخت :

حرکت متغیر مساوی – حرکتی با شتاب مماسی ثابت است:

برای حرکت یکنواخت یکنواخت

برای حرکت یکنواخت منحنی:

قانون حرکت یکنواخت:

نمودارهای سینماتیک

نمودارهای سینماتیک - اینها نمودارهایی از تغییرات مسیر، سرعت و شتاب بسته به زمان هستند.

حرکت یکنواخت (شکل 2.5)

شکل 2.5

حرکت متغیر برابر (شکل 2.6)

شکل 2.6

ساده ترین حرکات یک جسم صلب

حرکت رو به جلو حرکت یک جسم صلب نامیده می شود که در آن هر خط مستقیم روی بدن در حین حرکت موازی با موقعیت اولیه خود باقی می ماند (شکل 2.7)

شکل 2.7

در حرکت انتقالی، تمام نقاط بدن به یک شکل حرکت می کنند: سرعت ها و شتاب ها در هر لحظه یکسان هستند.

درحرکت چرخشی تمام نقاط بدن دایره هایی را حول یک محور ثابت مشترک توصیف می کنند.

محور ثابتی که تمام نقاط بدن به دور آن می چرخند نامیده می شودمحور چرخش

فقط برای توصیف حرکت چرخشی یک جسم حول یک محور ثابتگزینه های گوشه (شکل 2.8)

φ زاویه چرخش بدن است.

ω – سرعت زاویه ای، تغییر در زاویه چرخش در واحد زمان را تعیین می کند.

تغییر در سرعت زاویه ای با زمان توسط شتاب زاویه ای تعیین می شود:

2.2. نمونه هایی از حل مسائل عملی

مثال 1: معادله حرکت یک نقطه داده شده است. سرعت نقطه را در پایان سومین ثانیه حرکت و سرعت متوسط ​​را برای سه ثانیه اول تعیین کنید.

راه حل:

1. معادله سرعت

2. سرعت در پایان سومین ثانیه (تی=3 ج)

3. سرعت متوسط

مثال 2: با توجه به قانون حرکت داده شده، نوع حرکت، سرعت اولیه و شتاب مماسی نقطه، زمان توقف را تعیین کنید.

راه حل:

1. نوع حرکت: به همان اندازه متغیر ()
2. هنگام مقایسه معادلات بدیهی است که

- مسیر اولیه طی شده قبل از شروع شمارش معکوس 10 متر؛

- سرعت اولیه 20 متر بر ثانیه

- شتاب مماسی ثابت

- شتاب منفی است، بنابراین، حرکت کند است، شتاب در جهت مخالف سرعت حرکت است.

3. می توانید زمانی را تعیین کنید که سرعت نقطه برابر با صفر خواهد بود.

3. دینامیک: مفاهیم اساسی و بدیهیات

پویایی شناسی - بخشی از مکانیک نظری که در آن ارتباطی بین حرکت اجسام و نیروهای وارد بر آنها برقرار می شود.

در دینامیک دو نوع مسئله حل می شود:

پارامترهای حرکت را با توجه به نیروهای داده شده تعیین کنید.

با توجه به پارامترهای حرکتی داده شده، نیروهای وارد بر جسم را تعیین کنید.

زیرنقطه مادی دلالت بر جسم خاصی دارد که جرم معینی دارد (یعنی حاوی مقدار معینی ماده است)، اما ابعاد خطی ندارد (حجم بینهایت کوچکی از فضا).
جدا شده یک نقطه مادی در نظر گرفته می شود که تحت تأثیر سایر نقاط مادی قرار نمی گیرد. که در دنیای واقعینقاط مادی جدا شده و همچنین اجسام مجزا وجود ندارند، این مفهوم مشروط است.

با حرکت انتقالی، تمام نقاط بدن به یک شکل حرکت می کنند، بنابراین می توان جسم را به عنوان یک نقطه مادی در نظر گرفت.

اگر ابعاد بدن نسبت به مسیر حرکت کوچک باشد، می توان آن را به عنوان یک نقطه مادی نیز در نظر گرفت، در حالی که نقطه منطبق بر مرکز ثقل جسم است.

در حین حرکت چرخشی جسم، نقاط ممکن است به یک شکل حرکت نکنند، در این حالت، برخی از مقررات دینامیک را می توان فقط برای نقاط منفرد اعمال کرد و جسم مادی را می توان مجموعه ای از نقاط مادی در نظر گرفت.

بنابراین، دینامیک به دینامیک یک نقطه و دینامیک یک سیستم مادی تقسیم می شود.

بدیهیات دینامیک

بدیهیات اول ( اصل اینرسی): در هر نقطه مادی جدا شده در حالت سکون یا حرکت یکنواخت و مستطیل است تا زمانی که نیروهای وارده آن را از این حالت خارج کنند.

این حالت را دولت می نامنداینرسی. نقطه را از این حالت حذف کنید، یعنی. به آن شتاب بدهید، شاید یک نیروی خارجی.

هر بدن (نقطه) دارداینرسی. اندازه گیری اینرسی جرم بدن است.

جرم تماس گرفتمقدار ماده در بدن در مکانیک کلاسیک یک مقدار ثابت در نظر گرفته می شود. واحد جرم کیلوگرم (کیلوگرم) است.

بدیهیات دوم (قانون دوم نیوتن قانون اساسی دینامیک است)

F=ma

جایی کهتی - جرم نقطه، کیلوگرم؛آ - شتاب نقطه ای، m/s 2 .

شتابی که توسط یک نیرو به یک نقطه مادی وارد می شود، متناسب با بزرگی نیرو است و با جهت نیرو منطبق است.

گرانش روی تمام اجسام روی زمین اثر می گذارد و به بدن شتاب می دهد. سقوط آزادبه سمت مرکز زمین:

G=mg

جایی کهg- 9.81 متر بر ثانیه، شتاب سقوط آزاد.

بدیهیات سوم (قانون سوم نیوتن): بانیروهای برهمکنش دو جسم از نظر قدر مساوی هستند و در امتداد یک خط مستقیم در جهات مختلف هدایت می شوند..

هنگام تعامل، شتاب ها با جرم ها نسبت معکوس دارند.

اصل چهارم (قانون استقلال عمل نیروها): بههر نیروی سیستم نیروها همانطور که به تنهایی عمل می کند عمل می کند.

شتاب وارد شده به نقطه توسط سیستم نیروها برابر است با مجموع هندسی شتاب های وارد شده به نقطه توسط هر نیرو به طور جداگانه (شکل 3.1):

شکل 3.1

مفهوم اصطکاک. انواع اصطکاک.

اصطکاک مقاومت ناشی از حرکت یک جسم ناهموار بر روی سطح بدن دیگر. اصطکاک لغزشی منجر به اصطکاک لغزشی و اصطکاک غلتشی منجر به اصطکاک گهواره ای می شود.

اصطکاک لغزشی

شکل 3.2.

دلیل آن درگیری مکانیکی برآمدگی ها است. نیروی مقاومت در برابر حرکت در حین لغزش، نیروی اصطکاک لغزشی نامیده می شود (شکل 3.2).

قوانین اصطکاک لغزشی:

1. نیروی اصطکاک لغزشی با نیرو نسبت مستقیم دارد فشار معمولی:

جایی کهآر- نیروی فشار عادی، عمود بر سطح نگهدارنده.f- ضریب اصطکاک لغزشی.

شکل 3.3.

در مورد جسمی که در امتداد صفحه شیبدار حرکت می کند (شکل 3.3)

اصطکاک غلتشی

مقاومت غلتشی مربوط به تغییر شکل متقابل زمین و چرخ است و بسیار کمتر از اصطکاک لغزشی است.

برای غلتش یکنواخت چرخ، اعمال نیرو ضروری استاف dv (شکل 3.4)

شرایط چرخش چرخ این است که لحظه حرکت نباید کمتر از ممان مقاومت باشد:

شکل 3.4.

مثال 1: مثال 2: به دو نقطه جرم مادیمتر 1 = 2 کیلوگرم ومتر 2 = 5 کیلوگرم نیروهای مساوی اعمال می شود. مقادیر را سریعتر مقایسه کنید.

راه حل:

طبق اصل سوم، دینامیک شتاب با جرم ها نسبت معکوس دارد:

مثال 3: کار گرانش را هنگام حرکت یک بار از نقطه A به نقطه C در امتداد یک صفحه شیبدار مشخص کنید (شکل 3. 7). نیروی گرانش جسم 1500 نیوتن است. AB=6m، BC=4m.مثال 3: کار نیروی برش را در 3 دقیقه تعیین کنید. سرعت چرخش قطعه کار 120 دور در دقیقه، قطر قطعه کار 40 میلی متر، نیروی برش 1 کیلو نیوتن است. (شکل 3.8)

راه حل:

1. کار با حرکت چرخشی:

2. سرعت زاویه ای 120 دور در دقیقه

شکل 3.8.

3. تعداد دورهای یک زمان معین استz\u003d 120 * 3 \u003d 360 دور.

زاویه چرخش در این زمان φ=2πz\u003d 2 * 3.14 * 360 \u003d 2261 راد

4. برای 3 نوبت کار کنید:دبلیو\u003d 1 * 0.02 * 2261 \u003d 45.2 کیلوژول

کتابشناسی - فهرست کتب

اولوفینسایا، V.P. "مکانیک فنی"، مسکو "انجمن" 2011

ارددی ع.ع. ارددی ن.ع. مکانیک نظری. مقاومت مصالح.- R-n-D; فینیکس، 2010

به عنوان بخشی از هر برنامه درسی، مطالعه فیزیک با مکانیک آغاز می شود. نه از نظر تئوری، نه از لحاظ کاربردی و نه محاسباتی، بلکه از مکانیک کلاسیک خوب قدیمی. به این مکانیک مکانیک نیوتنی نیز می گویند. طبق افسانه، دانشمند در حال قدم زدن در باغ بود، سقوط سیبی را دید و همین پدیده بود که او را بر آن داشت تا قانون گرانش جهانی را کشف کند. البته قانون همیشه وجود داشته است و نیوتن فقط شکلی به آن می دهد که برای مردم قابل درک باشد، اما شایستگی او گران بها است. در این مقاله، قوانین مکانیک نیوتنی را تا آنجا که ممکن است با جزئیات شرح نمی دهیم، اما اصول اولیه، دانش پایه، تعاریف و فرمول هایی را که همیشه می تواند در دست شما باشد را بیان می کنیم.

مکانیک شاخه ای از فیزیک است، علمی که به بررسی حرکت اجسام مادی و برهم کنش بین آنها می پردازد.

خود کلمه دارد منشا یونانیو به عنوان "هنر ساخت ماشین آلات" ترجمه می شود. اما قبل از ساختن ماشین‌ها، هنوز راه درازی در پیش داریم، پس بیایید راه اجدادمان را دنبال کنیم و حرکت سنگ‌هایی را که با زاویه نسبت به افق پرتاب می‌شوند و سیب‌هایی که از ارتفاع h روی سرها می‌افتند، مطالعه می‌کنیم.

چرا مطالعه فیزیک با مکانیک شروع می شود؟ چون کاملا طبیعیه که از تعادل ترمودینامیکی شروع نکنم؟!

مکانیک یکی از قدیمی ترین علوم است و از نظر تاریخی مطالعه فیزیک دقیقاً با مبانی مکانیک آغاز شد. آدم‌ها که در چارچوب زمان و مکان قرار می‌گیرند، در واقع، هر چقدر هم که بخواهند، نمی‌توانند از چیز دیگری شروع کنند. اجسام متحرک اولین چیزی است که به آن توجه می کنیم.

حرکت چیست؟

حرکت مکانیکی تغییر موقعیت اجسام در فضا نسبت به یکدیگر در طول زمان است.

پس از این تعریف است که به طور کاملا طبیعی به مفهوم چارچوب مرجع می رسیم. تغییر موقعیت اجسام در فضا نسبت به یکدیگر.کلمات کلیدی در اینجا: نسبت به یکدیگر . از این گذشته، یک مسافر در ماشین نسبت به شخصی که در کنار جاده ایستاده است با سرعت مشخصی حرکت می کند و نسبت به همسایه خود در صندلی نزدیک استراحت می کند و با سرعت دیگری نسبت به مسافر در ماشینی حرکت می کند. از آنها پیشی می گیرد.

به همین دلیل است که برای اینکه به طور معمول پارامترهای اجسام متحرک را اندازه گیری کنیم و گیج نشویم، نیاز داریم سیستم مرجع - بدنه مرجع، سیستم مختصات و ساعت به طور محکم به هم پیوسته است. به عنوان مثال، زمین به دور خورشید در یک چارچوب مرجع هلیوسنتریک حرکت می کند. در زندگی روزمره، ما تقریباً تمام اندازه گیری های خود را در یک سیستم مرجع زمین مرکزی مرتبط با زمین انجام می دهیم. زمین بدن مرجعی است که ماشین ها، هواپیماها، انسان ها و حیوانات به آن حرکت می کنند.

مکانیک به عنوان یک علم وظیفه خاص خود را دارد. وظیفه مکانیک این است که در هر زمان موقعیت بدن را در فضا بداند. به عبارت دیگر، مکانیک یک توصیف ریاضی از حرکت می سازد و بین کمیت های فیزیکی که آن را مشخص می کند، ارتباط پیدا می کند.

برای حرکت بیشتر، ما نیاز به مفهوم " نقطه مادی ". آنها می گویند که فیزیک یک علم دقیق است، اما فیزیکدانان می دانند که چقدر باید تقریب ها و فرضیات انجام شود تا در مورد این دقت به توافق برسند. هیچ کس تا به حال نقطه مادی را ندیده یا گاز ایده آلی را استشمام نکرده است، اما آنها وجود دارند! زندگی با آنها بسیار ساده تر است.

نقطه مادی جسمی است که در این مشکل می توان از اندازه و شکل آن چشم پوشی کرد.

بخش های مکانیک کلاسیک

مکانیک از چندین بخش تشکیل شده است

• سینماتیک
• پویایی شناسی
• استاتیک

سینماتیکبا نقطه فیزیکیبینایی نحوه حرکت بدن را مطالعه می کند. به عبارت دیگر، این بخش به ویژگی های کمی حرکت می پردازد. سرعت، مسیر را پیدا کنید - وظایف معمولی سینماتیک

پویایی شناسیاین سوال را حل می کند که چرا به این شکل حرکت می کند. یعنی نیروهای وارد بر جسم را در نظر می گیرد.

استاتیکتعادل اجسام تحت تأثیر نیروها را مطالعه می کند، یعنی به این سؤال پاسخ می دهد: چرا اصلاً سقوط نمی کند؟

محدودیت های کاربرد مکانیک کلاسیک

مکانیک کلاسیک دیگر ادعا نمی کند که علمی است که همه چیز را توضیح می دهد (در آغاز قرن گذشته، همه چیز کاملاً متفاوت بود) و دامنه کاربرد روشنی دارد. به طور کلی، قوانین مکانیک کلاسیک برای جهان آشنا از نظر اندازه (macrowlld) معتبر است. زمانی که مکانیک کلاسیک با مکانیک کوانتومی جایگزین شود، آنها در مورد دنیای ذرات دیگر کار نمی کنند. همچنین مکانیک کلاسیک در مواردی که حرکت اجسام با سرعتی نزدیک به سرعت نور اتفاق می افتد، کاربرد ندارد. در چنین مواردی، اثرات نسبیتی برجسته می شود. به طور کلی، در چارچوب مکانیک کوانتومی و نسبیتی - مکانیک کلاسیک، این یک مورد خاص است که ابعاد بدن بزرگ و سرعت کوچک باشد.

به طور کلی، اثرات کوانتومی و نسبیتی هرگز از بین نمی روند، آنها همچنین در طول حرکت معمول اجسام ماکروسکوپی با سرعتی بسیار کمتر از سرعت نور رخ می دهند. نکته دیگر این است که عملکرد این اثرات آنقدر کم است که از دقیق ترین اندازه گیری ها فراتر نمی رود. بنابراین مکانیک کلاسیک هرگز اهمیت اساسی خود را از دست نخواهد داد.

در مقالات بعدی به بررسی مبانی فیزیکی مکانیک ادامه خواهیم داد. برای درک بهتر مکانیک، همیشه می توانید به آن مراجعه کنید نویسندگان ما، که به صورت جداگانه بر نقطه تاریک دشوارترین کار روشن می شود.

 

شاید خواندن آن مفید باشد:

• حدیث با دستورات حضرت محمد در موضوع خانواده;
• سوره از آسیب و چشم. قرائت دعا برای کودکان. دعا برای مناسبت های مختلف در میان تاتارها;
• ویدئویی درباره روزه گرفتن در ماه رمضان;
• فهرست ادبیات استفاده شده;
• چه نقاط قوتی باید در رزومه ذکر شود؟;
• روش های تشخیص انگیزش شخصیت;
• زیردستان چه چیزی باید بدانند؟;
• بیان احساسات خود;