2.1.2 Основні означення статики
Означення 1. Точка перебуває у стані рівноваги, якщо вона перебуває у спокої або рухається рівномірно і прямолінійно в інерціальній системі відліку.
Наслідок. Коли кожна точка системи матеріальних точок перебуває в стані рівноваги, то і система в цілому буде в стані рівноваги (state of equilibrium).
Означення 2. Сукупність сил , , , … , прикладених до тіла або до точки, називається системою сил (system of force) і позначається .
Означення 3. Система сил називається зрівноваженою (balanced) або еквівалентною нулю (нульовою системою), якщо система матеріальних точок під її дією перебуває в стані рівноваги. Символічно нульову систему позначають так:
. (2.1)
Наслідок 1. Дві сили, що діють на абсолютно тверде тіло, зрівноважені тоді і лише тоді,коли вони діють уздовж спільної лінії дії в протилежному напрямі і мають однакове числове значення (рис. 2.2).
Наслідок 2. Система матеріальних точок перебуватиме у стані рівноваги, якщо до неї прикласти або від неї відкинути зрівноважену систему сил.
Означення 4. Не змінюючи стану руху абсолютно твердого тіла, силу можна переносити уздовж її лінії дії в довільну точку тіла.
До тіла у точці (рис. 2.3) прикладена силу . Візьмемо на лінії дії цієї сили довільну точку і прикладемо в цій точці дві сили, що дорівнюють силі і напрямлені у протилежні боки вздовж її лінії дії.
Таку систему сил можемо прикласти, не порушуючи рівноваги на підставі означення 3 і наслідків із нього. Сила , прикладена в точці , і сила , прикладена в точці , зрівноважені. На підставі наслідку 2 (означення 3) таку систему можна відкинути, не порушуючи рівноваги тіла. Отже, залишається сила , прикладена в точці . Таким чином, означення 4 є очевидним.
Означення 5. Дві системи сил і називаються зрівноваженими одна відносно одної, якщо їх сукупність утворює зрівноважену систему (нульову), тобто
(2.2)
Означення 6. Дві системи сил і називаються статично еквівалентними, якщо кожна з них окремо зрівноважує одну й ту саму третю систему сил :
(2.3)
якщо
(2.4)
Означення 7. Якщо система сил статично еквівалентна одній силі , то вона називається рівнодійною системи сил: