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: