Statik (från grekiskan στατός , "fast") är en gren av mekaniken , där jämviktsförhållandena för mekaniska system studeras under verkan av krafter som appliceras på dem och moment som har uppstått .
Ett system av krafter som appliceras på en kropp eller en materiell punkt kallas balanserad eller ekvivalent med noll om kroppen under inverkan av detta system är i vila eller rör sig genom tröghet. [ett]
En kropp sägs vara i jämvikt om den är i vila eller rör sig likformigt och rätlinjigt i förhållande till den valda tröghetsreferensramen [3] .
I statik anses materialkroppar vara absolut solida , eftersom. förändringen i kropparnas dimensioner är vanligtvis liten jämfört med de ursprungliga dimensionerna.
Kroppen påverkas av yttre krafter, såväl som andra materiella kroppar som begränsar denna kropps rörelse i rymden. Sådana kroppar kallas för bindningar . Den kraft med vilken bindningen verkar på kroppen och begränsar dess rörelse kallas bindningsreaktionen . För att skriva systemets jämviktsförhållanden tas bindningarna bort, och bindningarnas reaktioner ersätts av krafter lika med dem [1] .
Till exempel, om en kropp är fäst vid ett gångjärn , är gångjärnet en länk. I detta fall kommer kopplingsreaktionen att vara kraften som passerar genom gångjärnsaxeln.
Om kraftsystemet som verkar på en stel kropp kan ersättas av ett annat kraftsystem utan att ändra kroppens mekaniska tillstånd, så kallas sådana kraftsystem ekvivalenta.
För vilket kraftsystem som helst som appliceras på en stel kropp kan man hitta ett ekvivalent kraftsystem som består av en kraft som appliceras vid en given punkt (reduktionscentrum) och ett kraftpar ( Poinsots sats ). Denna kraft kallas kraftsystemets huvudvektor, och momentet som skapas av kraftparet kallas huvudmomentet i förhållande till det valda reduktionscentrumet. Huvudvektorn är lika med vektorsumman av alla krafter i systemet och beror inte på det valda reduktionscentrumet. Huvudmomentet är lika med summan av momenten av alla krafter i systemet i förhållande till reduktionscentrum.
En stel kropp är i jämvikt om summan av alla krafter som appliceras på en given kropp och deras moment är lika med noll eller huvudvektorn och huvudmomentet för systemet av krafter som appliceras på kroppen är lika med noll. [ett]
För att registrera jämviktstillståndet för ett system som består av fasta ämnen delas systemet upp i separata delar, och jämviktsekvationerna skrivs både för hela systemet och för dess delar [1] . I det här fallet är flera ekvivalenta alternativ för att skriva jämviktsförhållandena möjliga, beroende på valet av delar av systemet som ekvationerna är skrivna för.
Det följer av Newtons första lag att om den geometriska summan av alla yttre krafter som appliceras på en kropp är noll, så är kroppen i vila eller utför en enhetlig rätlinjig rörelse. I det här fallet är det vanligt att säga att krafterna som appliceras på kroppen balanserar varandra. Vid beräkning av resultanten kan alla krafter som verkar på kroppen appliceras på massans centrum.
För att en icke-roterande kropp ska vara i jämvikt är det nödvändigt att resultanten av alla krafter som appliceras på kroppen är lika med noll.
Figur 1.14.1. Jämvikt hos en stel kropp under inverkan av tre krafter. Vid beräkning av resultanten reduceras alla krafter till en punkt C I fig. 1.14.1 ges ett exempel på jämvikten hos en stel kropp under inverkan av tre krafter. Skärningspunkten O för krafternas verkningslinjer och sammanfaller inte med appliceringspunkten för tyngdkraften (massacentrum C), men vid jämvikt är dessa punkter nödvändigtvis på samma vertikal. Vid beräkning av resultanten reduceras alla krafter till en punkt.
Om en kropp kan rotera kring någon axel, så räcker det för dess jämvikt inte att resultanten av alla krafter är lika med noll.
En krafts roterande verkan beror inte bara på dess storlek, utan också på avståndet mellan kraftens verkningslinje och rotationsaxeln.
Längden på vinkelrät draget från rotationsaxeln till kraftens verkningslinje kallas kraftens arm.
Produkten av kraftmodulen av skuldran d kallas kraftmomentet M. Momenten för de krafter som tenderar att rotera kroppen moturs anses vara positiva (fig. 1.14.2).
Momentregeln: en kropp med en fast rotationsaxel är i jämvikt om den algebraiska summan av momenten av alla krafter som appliceras på kroppen kring denna axel är noll: *
Statik är en gren av teoretisk mekanik .
Statik är grunden för vetenskapen om materialstyrkan .