Аксиома освобождаемости от связей
1.3.6. Аксиома освобождаемости от связей
Любое несвободное твёрдые тело можно рассматривать как свободное, если его мысленно освободить от связей и заменить их действие соответствующими реакциями связей.
Примеры связей и их реакций
На рис. 1.7 представлены различные примеры связей и их реакций.
 в)
 г)
 д)
Рис. 1.7. Идеально гладкая (а) и шероховатая (б) поверхности (контакт по поверхности), неподвижная цилиндрическая шарнирная (в) опора, подвижная цилиндрическая шарнирная (г) опора (опора на каток), жёсткая (д) заделка
Большинство тел в природе являются несвободными, т.к. они соприкасаются с другими телами. Связями называют ограничения, налагаемые на свободу перемещения данного тела в пространстве. Например: для тела, лежащего на столе, связью является поверхность стола; для лестницы, приставленной к стене, связями служат пол и стена; для вала, опирающегося на подшипники, связями являются подшипники и т.д.
Сила, с которой тело действует на связь, называется силой давления; сила, с которой связь действует на тело – силой реакции или просто реакцией. Силы, действующие на тело, делят на две группы: активные и реактивные. Активные – стремятся перемещать тело, реактивные – препятствуют перемещению. Активные силы ещё называют нагрузками. Одна из основных задач статики – определение реакций связей, поскольку их необходимо знать для расчёта конструкций на прочность.
Направление реакции связи всегда противоположно направлению перемещения, ограниченного данной связью. Если считать связи идеально гладкими, то можно сразу определить направление реакции. Реакция со стороны отброшенной связи всегда направлена по перпендикуляру к плоскости либо по нормали к поверхности в сторону тела, т.к. не даёт перемещаться телу в направлении опоры. Если со стороны одного контакт осуществляется по точке, то реакция направлена по перпендикуляру (нормали) к другому соприкасающемуся телу. Если контактируют две окружности или цилиндрические поверхности (вал в подшипниках, цилиндрический шарнир и т.п.), то неизвестна ни точка приложения реакции, ни её величина; известно, лишь, что реакция направлена радиально, т.к. считаем, что шарнир идеально гладкий.
|
