V.1. Principii de bază ale staticii. Corp liber și corp supus la legături.
Statica este partea mecanicii care studiază condițiile în care forțele care acționează asupra unui sistem mecanic își fac echilibru.
Punctele materiale sunt corpurile asupra cărora acționează forțe concurente.
Solidele rigide sunt corpuri care nu se deformează sub acțiunea forțelor și la care distanța dintre oricare două puncte ale corpului rămâne constantă.
Prima axiomă a staticii
Două forțe care acționează asupra unui corp își fac echilibru dacă punctele lor de aplicație se află pe aceeași dreaptă suport, au module egale și sensuri opuse.
A doua axiomă a staticii
Acțiunea unui sistem de forțe asupra unui corp nu se modifică dacă se îndepărtează sau se adaugă sistemului una sau mai multe perechi de forțe care se echilibrează (cu aceeași dreaptă suport, module egale și sensuri opuse).
A treia axiomă a staticii
Consecințe la axiomele staticii:
1. Punctul de aplicație al unei forțe ce acționează asupra unui corp poate fi deplasat în orice alt punct de pe suportul forței, fără a modifica efectul forței.
2. Dacă mai multe forțe care acționează asupra unui corp sunt în echilibru, atunci fiecare dintre aceste forțe este egală și de sens opus cu rezultanta celorlalte forțe.
3. Reducerea de la trei puncte de aplicație la unul singur.
Corpul liber este corpul care se poate deplasa după orice direcție în spațiu.
Corpul supus la legături este corpul căruia i se impun anumite restricții de deplasare, datorită contactului cu alte corpuri.
Axioma legăturilor
Acțiunea oricărei legături poate fi înlocuită cu o reacțiune echivalentă numită forță de legătură.
Conform principiului acțiunilor reciproce, reacțiunea unei legături are sensul opus direcției în care este împiedicat să se deplaseze corpul.
Observație:
Dacă rezultanta R a unui sistem de forțe care acționează asupra unui corp solid este diferită de zero, atunci corpul respectiv se va deplasa prin translație, pe direcția și în sensul forței rezultante R. Pentru a împiedica această mișcare (adică, a fixa corpul), este nevoie de o forță de reacțiune N, egală în modul și de sens opus cu R.
Tipuri de legături și reacțiunea legăturii:
a) Reazemul simplu constă în sprijinirea corpului pe un alt corp. Legăturile realizate prin anumite suprafețe plane sau curbe pe care este așezat corpul. Echilibru se realizează între forța exterioară rezultantă și forța de legătură (reacțiunea), orientată după normala la suprafața de sprijin.
b) Prinderea corpurilor prin fire constă în suspendarea corpului de un fir (cu care este în contact într-un punct) sau de mai multe fire. Legăturile realizate prin fire dau naștere unor forțe de legătură (reacțiuni), numite tensiuni în fire (N).
c) Articulația este legătura care împiedică mișcarea rectilinie a corpului, dar permite numai rotirea în jurul unei axe perpendiculară pe planul forțelor. Forța de legătură trece prin articulație și este egală în modul și de sens opus cu rezultanta forțelor exterioare.
d) Încastrarea (înțepenirea) este legătura prin care un corp este fixat rigid în alt corp, fără posibilitate de deplasare. Reacțiunile sunt formate dintr-o rezultantă R și un moment rezultant M, care au punctele de aplicație în secțiunea de încastrare.
