Statika cisimlər arasında qarşılıqlı təsir gücünün kəmiyyətini təyin etmək üsulları haqqında elmdir. Bu qüvvələr tarazlığı qorumaq, cisimləri hərəkət etdirmək və ya formalarını dəyişdirmək üçün məsuliyyət daşıyırlar. Gündəlik həyatda hər gün bir çox fərqli nümunə görə bilərsiniz. Hərəkət və forma dəyişiklikləri həm süni, həm də təbii obyektlərin funksionallığı üçün vacibdir.
Statika anlayışı
Statikanın əsasları 2200 il bundan əvvəl qədim yunan riyaziyyatçısı Arximed və o dövrün digər alimləri gücləndirici xassələri öyrənərkən və qol və ox kimi sadə mexanizmlər icad edərkən qoyulmuşdur. Statika tarazlıq şəraitində sükunətdə olan cisimlərə təsir edən qüvvələrlə məşğul olan mexanikanın bir sahəsidir.
Bu naməlum qüvvələri müəyyən etmək və təsvir etmək üçün lazım olan analitik və qrafik prosedurları mümkün edən fizikanın bölməsidir. "Statika" (fizika) bölməsi mühəndisliyin bir çox sahələrində mühüm rol oynayır, mexaniki,qüvvələrin müxtəlif təsirləri ilə məşğul olan mülki, aviasiya və biomühəndislik. Bədən istirahətdə olduqda və ya vahid sürətlə hərəkət edərkən, fizikanın bu sahəsindən danışırıq. Statika bədəni tarazlıqda öyrənir.
Bu elm sahəsinin metodları və nəticələri binaların, körpülərin və bəndlərin, eləcə də kranların və digər oxşar mexaniki cihazların layihələndirilməsində xüsusilə faydalı olduğunu sübut etdi. Belə strukturların və avadanlıqların ölçülərini hesablaya bilmək üçün memarlar və mühəndislər əvvəlcə onların bir-birinə bağlı hissələrinə təsir edən qüvvələri müəyyən etməlidirlər.
Statika aksiomları
Statika mexaniki və digər sistemlərin zamanla dəyişməyən müəyyən vəziyyətdə qalması şərtlərini öyrənən fizikanın bir sahəsidir. Fizikanın bu bölməsi beş əsas aksioma əsaslanır:
1. Sərt cismə eyni intensivliyə malik iki qüvvə təsir edərsə, eyni hərəkət xəttində olarsa və eyni xətt boyunca əks istiqamətə yönəldilərsə, o, statik tarazlıq vəziyyətindədir.
2. Sərt cisim xarici qüvvələr və ya qüvvələr sisteminin təsirinə məruz qalana qədər statik vəziyyətdə qalacaq.
3. Eyni maddi nöqtədə hərəkət edən iki qüvvənin nəticəsi iki qüvvənin vektor cəminə bərabərdir. Bu aksiom vektor toplama prinsipinə tabedir.
4. Qarşılıqlı təsir göstərən iki cisim bir-birinə eyni hərəkət xətti boyunca əks istiqamətdə eyni intensivlikli iki qüvvə ilə reaksiya verir. Buaksioma həm də fəaliyyət və reaksiya prinsipi adlanır.
5. Deformasiyaya uğrayan cisim statik tarazlıq vəziyyətindədirsə, fiziki bədən bərk vəziyyətdə qaldıqda, o pozulmaz. Bu aksioma həm də bərkimə prinsipi adlanır.
Mexanika və onun bölmələri
Fizika yunan dilində (physikos - "təbii" və "physis" - "təbiət") hərfi mənada təbiətlə məşğul olan elm deməkdir. O, maddənin bütün məlum qanunlarını və xassələrini, eləcə də ona təsir edən qüvvələri, o cümlədən cazibə, istilik, işıq, maqnit, elektrik və cisimlərin əsas xüsusiyyətlərini dəyişə bilən digər qüvvələri əhatə edir. Elm sahələrindən biri mexanikadır ki, bura statika və dinamika, eləcə də kinematika kimi mühüm alt bölmələri daxil edir.
Mexanika fizikanın hərəkətsiz və ya hərəkətdə olan qüvvələri, cisimləri və ya cisimləri öyrənən bölməsidir. Elm və texnologiya sahəsində ən böyük qurumlardan biridir. Statikanın tapşırıqlarına müxtəlif qüvvələrin təsiri altında olan cisimlərin vəziyyətinin öyrənilməsi daxildir. Kinematika fizikanın (mexanikanın) hərəkətə səbəb olan qüvvələrdən asılı olmayaraq cisimlərin hərəkətini öyrənən bölməsidir.
Nəzəri mexanika: statika
Mexanika qüvvələrin təsiri altında cisimlərin davranışını nəzərdən keçirən fiziki elmdir. Mexanikanın 3 kateqoriyası var: tamamilə sərt cisim, deformasiya olunan cisimlər və maye. Sərt cisim, təsiri altında deformasiya etməyən bir cisimdirqüvvələr. Nəzəri mexanika (statika - tamamilə sərt cismin mexanikasının bir hissəsi) dinamikanı da əhatə edir ki, bu da öz növbəsində kinematika və kinetikaya bölünür.
Deformasiya olunan cismin mexanikası cisim daxilində qüvvələrin paylanması və nəticədə yaranan deformasiyalarla məşğul olur. Bu daxili qüvvələr bədəndə müəyyən gərginliklərə səbəb olur və nəticədə materialın özündə dəyişikliyə səbəb ola bilər. Bu məsələlər materialların möhkəmliyi kurslarında öyrənilir.
Maye mexanikası mexanikanın mayelər və ya qazlar daxilində qüvvələrin paylanması ilə məşğul olan bölməsidir. Mayelərdən mühəndislikdə geniş istifadə olunur. Onlar sıxılmayan və sıxıla bilən kimi təsnif edilə bilər. Tətbiqlərə hidravlika, aerokosmik və daha çoxu daxildir.
Dinamikanın konsepsiyası
Dynamics güc və hərəkətlə məşğul olur. Bədənin hərəkətini dəyişdirməyin yeganə yolu güc tətbiq etməkdir. Güclə yanaşı, dinamika digər fiziki anlayışları da öyrənir, bunlar arasında aşağıdakılar var: enerji, impuls, toqquşma, ağırlıq mərkəzi, fırlanma anı və ətalət anı.
Statik və dinamik tamamilə əks vəziyyətlərdir. Dinamik tarazlıqda olmayan cisimlərin tədqiqidir və sürətlənmə baş verir. Kinetika hərəkətə səbəb olan qüvvələrin və ya hərəkət nəticəsində yaranan qüvvələrin öyrənilməsidir. Statika kimi bir anlayışdan fərqli olaraq, kinematika cismin hərəkəti haqqında doktrinadır və bu faktı nəzərə almır.hərəkətin necə edildiyi. Buna bəzən "hərəkət həndəsəsi" də deyilir.
Kinematika
Kinematik prinsiplər tez-tez avadanlığın müxtəlif hissələrində onun işləməsi zamanı mövqenin, sürətin və sürətlənmənin təyin edilməsini təhlil etmək üçün tətbiq edilir. Kinematika hərəkətin səbəblərini nəzərə almadan nöqtənin, cismin və cisimlər sisteminin hərəkətini nəzərdən keçirir. Hərəkət, istinad çərçivəsinin göstəricisi ilə birlikdə yerdəyişmə, sürət və təcil kimi kəmiyyətlərin vektoru ilə təsvir edilir. Kinematikada müxtəlif problemlər hərəkət tənliyindən istifadə etməklə həll edilir.
Mexanika - statika: əsas kəmiyyətlər
Mexanikanın tarixi bir əsrdən çoxu əhatə edir. Statikanın əsas prinsipləri çoxdan işlənib hazırlanmışdır. İlk sivilizasiyalar dövründə, məsələn, piramidalar kimi nəhəng strukturların tikintisi üçün hər cür rıçaqlara, maili təyyarələrə və digər prinsiplərə ehtiyac var idi.
Mexanikada əsas kəmiyyətlər uzunluq, zaman, kütlə və qüvvədir. İlk üçü bir-birindən asılı olmayan mütləq adlanır. Kütlə və sürət dəyişiklikləri ilə əlaqəli olduğu üçün qüvvə mütləq dəyər deyil.
Uzunluq
Uzunluq fəzada bir nöqtənin başqa bir nöqtəyə nisbətən mövqeyini təsvir etmək üçün istifadə edilən dəyərdir. Bu məsafə standart uzunluq vahidi adlanır. Uzunluğu ölçmək üçün ümumi qəbul edilmiş standart vahid sayğacdır. Bu standartillər ərzində inkişaf etmiş və təkmilləşmişdir. Başlanğıcda bu, yer səthinin kvadrantının on milyonda bir hissəsi idi, onunla ölçmə aparmaq olduqca çətin idi. 20 oktyabr 1983-cü ildə sayğac işığın vakuumda 1/299.792.458 saniyədə keçdiyi yolun uzunluğu kimi müəyyən edildi.
Vaxt
Vaxt iki hadisə arasındakı müəyyən intervaldır. Ümumi qəbul edilmiş standart zaman vahidi ikincidir. İkincisi əvvəlcə Yerin öz oxunda orta fırlanma dövrünün 1/86,4-ü kimi müəyyən edilmişdir. 1956-cı ildə saniyənin tərifi Yerin Günəş ətrafında bir dövrəni tamamlaması üçün lazım olan vaxtın 1/31,556 hissəsinə qədər təkmilləşdirildi.
Kütləvi
Kütlə maddənin xassəsidir. Bədəndə olan maddənin miqdarı kimi düşünülə bilər. Bu kateqoriya cazibə qüvvəsinin bədənə təsirini və hərəkətdə dəyişikliklərə qarşı müqaviməti müəyyən edir. Hərəkətin dəyişməsinə qarşı bu müqavimət bədənin kütləsinin nəticəsi olan ətalət adlanır. Ümumi qəbul edilmiş kütlə vahidi kiloqramdır.
Güc
Qüvvət törəmə vahiddir, lakin mexanikanın öyrənilməsində çox vacib vahiddir. Çox vaxt bir cismin digərinə təsiri kimi müəyyən edilir və cisimlər arasında birbaşa təmasın nəticəsi ola bilər və ya olmaya da bilər. Qravitasiya və elektromaqnit qüvvələri belə bir təsirin nəticəsidir. İki təsir prinsipi var, sistemin hərəkətlərini dəyişməyə meylli olan və meylli olan qüvvələrdeformasiyalar. Əsas qüvvə vahidi SI sistemində Nyuton və ingilis sistemində funtdur.
Tarazlıq tənlikləri
Statik o deməkdir ki, sözügedən obyektlər tamamilə möhkəmdir. Sükunətdə olan cismə təsir edən bütün qüvvələrin cəmi sıfıra bərabər olmalıdır, yəni iştirak edən qüvvələr bir-birini tarazlayır və cismi hər hansı ox ətrafında döndərə bilən qüvvələrə meyl olmamalıdır. Bu şərtlər bir-birindən müstəqildir və onların riyazi formada ifadəsi tarazlıq tənliklərini təşkil edir.
Üç tarazlıq tənliyi var və buna görə də yalnız üç naməlum qüvvə hesablana bilər. Əgər üçdən çox naməlum qüvvə varsa, bu o deməkdir ki, strukturda və ya maşında müəyyən yükləri daşımaq üçün tələb olunandan daha çox komponent var və ya gövdənin hərəkət etməməsi üçün lazım olduğundan daha çox məhdudiyyət var.
Belə lazımsız komponentlər və ya məhdudiyyətlər artıq adlanır (məsələn, dörd ayaqlı masanın bir artıqlığı var) və qüvvələr sistemi statik olaraq qeyri-müəyyəndir. İstənilən sərt cisim forma və ölçüdən asılı olmayaraq istənilən şəraitdə möhkəm qaldığı üçün statikada mövcud tənliklərin sayı məhduddur.
