Теоретичната механика е фундаментален дял от физиката и естествознанието, който се занимава с изучаването на най-общите закони на механичното движение, равновесието и механичното взаимодействие между материалните тела.
Основни понятия в механиката Механично движение: Изменението на взаимното положение на телата (или на части от тях) в пространството с течение на времето. Движението винаги има относителен характер и се разглежда спрямо определена координатна система (отправно тяло). Кинематично състояние: Състоянието на движение или относително равновесие, в което се намира дадено тяло в определен момент от времето. Механично взаимодействие: Процес на взаимно влияние между материалните тела, в резултат на който се променя тяхното кинематично състояние или настъпва деформация. Сила: Количествената и векторна мярка за механичното взаимодействие между телата. В класическата механика понятията за сила и маса се приемат за първични величини.
Основни дялове на теоретичната механика Теоретичната механика се разделя традиционно на следните основни части: Кинематика: Изучава геометричните свойства на движението на телата, без да отчита причините (силите и масите), които го пораждат. Динамика (Кинетика): Изучава движението на материалните тела в пряка връзка с действащите върху тях сили и техните маси. Статика: Разглежда частния случай на динамиката – законите и условията за равновесие на материалните обекти под въздействието на сили.
Общи положения в статиката Статиката** като самостоятелен дял изучава два основни проблема: Начините за преобразуване на една система от сили в друга, еквивалентна на нея. Условията за равновесие на материалните обекти под действието на приложените върху тях сили.
Модели на материални обекти За целите на теоретичната механика се извършва идеализация на реалните физически обекти чрез абстрахиране от техните несъществени за дадения проблем свойства: Материална точка: Физическо тяло, което притежава определена маса, но чиито размери и форма могат да бъдат пренебрегнати при решаването на конкретната задача. Абсолютно твърдо тяло: Идеализирано тяло, при което разстоянието между две произволно избрани негови точки остава винаги постоянно, независимо от приложените външни сили (т.е. пренебрегват се всякакви деформации).
Характеристики и класификация на силите Силата е векторна величина и в пространството се определя еднозначно от три елемента: Приложна точка; Направление (директриса) и посока; Големина (модул).
Според международната измерителна система (SI) единицата за измерване на сила е нютон ($\text{N}$). Направлението и приложната точка на силата дефинират нейната директриса (линия на действие). В статиката на абсолютно твърдото тяло силата се разглежда като плъзгащ се вектор, тъй като приложната ѝ точка може да се премества произволно по линията на нейното действие, без това да промени механичния ефект върху тялото.
Системи сили Система сили: Съвкупност от няколко сили, действащи едновременно върху дадено материално тяло. Равновесна (еквивалентна на нула) система: Система от сили, под действието на която едно твърдо тяло запазва своето състояние на покой или равномерно праволинейно движение. Еквивалентни системи сили: Две системи от сили, които оказват абсолютно еднакво механично въздействие върху едно и също твърдо тяло. Равнодействаща сила: Единична сила, която е напълно еквивалентна на дадена система от сили.
Класификация на силите В зависимост от своя характер и разположение, силите се класифицират като: Външни и вътрешни: Външните сили са резултат от взаимодействието на разглежданото тяло с други тела, докато вътрешните сили действат между частиците на самото тяло. Съначални (конкурентни): Сили, чиито директриси се пресичат в една обща точка. Сълинейни (колинеарни): Сили, които лежат на една и съща директриса. Съравнинни (компланарни): Сили, чиито линии на действие лежат в една и съща равнина. Еквиполентни: Сили с успоредни директриси, еднакви посоки и равни големини. Правопротивоположни: Две сили с обща директриса, но с противоположни посоки и равни големини. Концентрирани и разпределени: Концентрираната сила се приема за приложена в една геометрична точка (математическа абстракция), докато разпределените сили действат върху определена линия, повърхнина или обем от тялото.
Източници
Литература Бъчваров, С., В. Цолов. Теоретична механика – Статика и Кинематика. София, Техника, 1988. Мишев, К., И. Кожухаров. Курс по теоретична механика. София, Университетско издателство „Св. Климент Охридски“, 1995. Meriam, J. L., L. G. Kraige. Engineering Mechanics: Statics. John Wiley & Sons, 2012. ISBN 978-0-470-61473-0.
Категория:Теоретична механика Категория:Статика Категория:Инженерна механика