Statik, cisimler arasındaki etkileşim gücünü ölçmek için kullanılan yöntemlerin bilimidir. Bu kuvvetler dengeyi korumaktan, cisimleri hareket ettirmekten veya şekillerini değiştirmekten sorumludur. Günlük hayatta her gün birçok farklı örnek görebilirsiniz. Hareket ve şekil değişiklikleri, hem insan yapımı hem de doğal nesnelerin işlevselliği için kritik öneme sahiptir.
Statik kavramı
Statiğin temelleri, 2200 yıldan uzun bir süre önce, antik Yunan matematikçi Arşimet ve o zamanın diğer bilim adamlarının, yükseltme özellikleri üzerinde çalıştıkları ve kaldıraç ve aks gibi basit mekanizmalar icat ettikleri zaman atıldı. Statik, denge koşulu altında hareketsiz haldeki cisimlere etkiyen kuvvetlerle ilgilenen mekaniğin bir dalıdır.
Bu, bilinmeyen kuvvetleri tanımlamak ve tanımlamak için gereken analitik ve grafiksel prosedürleri mümkün kılan fizik dalıdır. "Statik" (fizik) bölümü mühendislik, mekanik,kuvvetlerin çeşitli etkileriyle ilgilenen sivil, havacılık ve biyomühendislik. Vücut dinlenirken veya düzgün bir hızda hareket ederken, o zaman bu fizik alanından bahsediyoruz. Statik, vücudun dengede çalışmasıdır.
Bu bilim dalının yöntem ve sonuçlarının özellikle binaların, köprülerin ve barajların yanı sıra vinçlerin ve diğer benzer mekanik cihazların tasarımında yararlı olduğu kanıtlanmıştır. Bu tür yapı ve ekipmanların boyutlarını hesaplayabilmek için mimarlar ve mühendisler önce birbirine bağlı parçalara etki eden kuvvetleri belirlemelidir.
Statiğin aksiyomları
Statik, mekanik ve diğer sistemlerin zamanla değişmeyen belirli bir durumda kaldığı koşulları inceleyen bir fizik dalıdır. Fiziğin bu bölümü beş temel aksiyoma dayanmaktadır:
1. Katı bir cisim üzerine aynı yoğunluktaki iki kuvvet etki ediyorsa, aynı etki hattı üzerinde bulunuyorsa ve aynı hat boyunca zıt yönlere yönlendiriliyorsa statik denge durumundadır.
2. Bir katı cisim, dış kuvvetlerden veya bir kuvvetler sisteminden etkilenene kadar statik durumda kalacaktır.
3. Aynı malzeme noktasına etki eden iki kuvvetin bileşkesi, iki kuvvetin vektör toplamına eşittir. Bu aksiyom, vektör toplama ilkesine uyar.
4. Etkileşen iki cisim birbirine, aynı hareket çizgisi boyunca zıt yönlerde eşit şiddette iki kuvvetle tepki verir. Buaksiyoma ayrıca etki ve tepki ilkesi de denir.
5. Deforme olabilen bir cisim statik bir denge durumundaysa, fiziksel beden katı halde kalırsa bozulmaz. Bu aksiyoma katılaşma ilkesi de denir.
Mekanik ve bölümleri
Fizik Yunanca (physikos - "doğal" ve "physis" - "doğa") kelimenin tam anlamıyla doğa ile ilgilenen bilim anlamına gelir. Maddenin bilinen tüm yasalarını ve özelliklerini ve ayrıca yerçekimi, ısı, ışık, manyetizma, elektrik ve nesnelerin temel özelliklerini değiştirebilen diğer kuvvetler dahil olmak üzere ona etki eden kuvvetleri kapsar. Bilim dallarından biri de statik ve dinamik gibi önemli alt bölümlerin yanı sıra kinematik içeren mekaniktir.
Mekanik, hareketsiz veya hareket halindeki kuvvetleri, nesneleri veya cisimleri inceleyen bir fizik dalıdır. Bilim ve teknoloji alanındaki en büyük kuruluşlardan biridir. Statikteki görevler, çeşitli kuvvetlerin etkisi altındaki cisimlerin durumunun incelenmesini içerir. Kinematik, harekete neden olan kuvvetlerden bağımsız olarak nesnelerin hareketini inceleyen bir fizik (mekanik) dalıdır.
Teorik mekanik: statik
Mekanik, kuvvetlerin etkisi altındaki cisimlerin davranışlarını inceleyen bir fizik bilimidir. 3 mekanik kategorisi vardır: kesinlikle katı cisim, deforme olabilen cisimler ve sıvı. Sert bir gövde, etkisi altında deforme olmayan bir gövdedir.kuvvetler. Teorik mekanik (statik - kesinlikle katı bir cismin mekaniğinin bir parçası), aynı zamanda kinematik ve kinetik olarak ayrılan dinamikleri de içerir.
Deforme olabilen bir cismin mekaniği, cisim içindeki kuvvetlerin dağılımı ve ortaya çıkan deformasyonlarla ilgilenir. Bu iç kuvvetler, vücutta belirli streslere neden olur ve bu da sonunda malzemenin kendisinde bir değişikliğe yol açabilir. Bu konular, malzemelerin mukavemeti derslerinde incelenir.
Akışkanlar mekaniği, sıvılar veya gazlar içindeki kuvvetlerin dağılımıyla ilgilenen bir mekaniği dalıdır. Akışkanlar mühendislikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Sıkıştırılamaz veya sıkıştırılabilir olarak sınıflandırılabilirler. Uygulamalar hidrolik, havacılık ve çok daha fazlasını içerir.
Dinamik kavramı
Dinamik kuvvet ve hareketle ilgilenir. Bir cismin hareketini değiştirmenin tek yolu kuvvet kullanmaktır. Dinamik, kuvvetin yanı sıra, enerji, momentum, çarpışma, ağırlık merkezi, tork ve atalet momenti gibi diğer fiziksel kavramları da inceler.
Statik ve dinamik tamamen zıt durumlardır. Dinamik, dengede olmayan ve ivme meydana gelen cisimlerin incelenmesidir. Kinetik, harekete neden olan kuvvetlerin veya hareketten kaynaklanan kuvvetlerin incelenmesidir. Statik gibi bir kavramdan farklı olarak, kinematik, bir cismin hareketinin doktrinidir ve bu gerçeği hesaba katmaz.hareket nasıl yapılır. Bazen "hareket geometrisi" olarak anılır.
Kinematik
Kinematik ilkeler, ekipmanın çalışması sırasında çeşitli bölümlerinde konum, hız ve ivmenin belirlenmesini analiz etmek için sıklıkla uygulanır. Kinematik, hareketin nedenlerini dikkate almadan bir noktanın, bir cismin ve bir cisimler sisteminin hareketini ele alır. Hareket, bir referans çerçevesinin göstergesiyle birlikte yer değiştirme, hız ve ivme gibi niceliklerin bir vektörü ile tanımlanır. Kinematikteki çeşitli problemler hareket denklemi kullanılarak çözülür.
Mekanik - statik: temel nicelikler
Mekaniğin tarihi bir yüzyıldan fazladır. Statiğin temel ilkeleri uzun zaman önce geliştirildi. İlk uygarlıklar sırasında, örneğin piramitler gibi devasa yapılar inşa etmek için her türlü kaldıraç, eğik düzlem ve diğer ilkelere ihtiyaç vardı.
Mekanikteki temel nicelikler uzunluk, zaman, kütle ve kuvvettir. İlk üçü birbirinden bağımsız mutlak olarak adlandırılır. Kuvvet, kütle ve hızdaki değişimlerle ilgili olduğu için mutlak bir değer değildir.
Uzunluk
Uzunluk, uzaydaki bir noktanın başka bir noktaya göre konumunu tanımlamak için kullanılan bir değerdir. Bu mesafeye standart uzunluk birimi denir. Uzunluğu ölçmek için genel olarak kabul edilen standart birim metredir. Bu standartyıllar içinde geliştirilmiş ve iyileştirilmiştir. Başlangıçta, dünyanın yüzey çeyreğinin on milyonda biri kadardı ve bununla ölçüm yapmak oldukça zordu. 20 Ekim 1983'te metre, ışığın boşlukta 1/299.792.458 saniyede kat ettiği yolun uzunluğu olarak tanımlandı.
Zaman
Zaman, iki olay arasındaki belirli bir aralıktır. Genel olarak kabul edilen standart zaman birimi ikincisidir. İkincisi, başlangıçta Dünya'nın kendi ekseni üzerindeki ortalama dönme periyodunun 1/86.4'ü olarak tanımlandı. 1956'da saniyenin tanımı, Dünya'nın Güneş etrafındaki bir turunu tamamlaması için geçen sürenin 1/31.556'sı olacak şekilde geliştirildi.
Kütle
Kütle maddenin bir özelliğidir. Vücutta bulunan madde miktarı olarak düşünülebilir. Bu kategori, yerçekiminin vücut üzerindeki etkisini ve hareketteki değişime karşı direnci tanımlar. Hareket halindeki değişime karşı bu dirence, vücudun kütlesinin bir sonucu olan atalet denir. Genel olarak kabul edilen kütle birimi kilogramdır.
Güç
Kuvvet türetilmiş bir birimdir, ancak mekanik çalışmalarında çok önemli bir birimdir. Genellikle bir cismin diğeri üzerindeki etkisi olarak tanımlanır ve cisimler arasındaki doğrudan temasın sonucu olabilir veya olmayabilir. Yerçekimi ve elektromanyetik kuvvetler, böyle bir çarpmanın sonucunun örnekleridir. Sistemin hareketlerini değiştirme eğiliminde olan ve sistemin hareketlerini değiştirme eğiliminde olan iki etki ilkesi vardır.deformasyonlar. Temel kuvvet birimi SI sisteminde Newton ve İngiliz sisteminde pound'dur.
Denge denklemleri
Statik, söz konusu nesnelerin kesinlikle katı olduğu anlamına gelir. Duran bir cisme etki eden tüm kuvvetlerin toplamı sıfıra eşit olmalıdır, yani ilgili kuvvetler birbirini dengeler ve cismi herhangi bir eksen etrafında döndürebilecek kuvvetlere eğilim olmamalıdır. Bu koşullar birbirinden bağımsızdır ve matematiksel formdaki ifadeleri sözde denge denklemlerini oluşturur.
Üç denge denklemi vardır ve bu nedenle yalnızca üç bilinmeyen kuvvet hesaplanabilir. Üçten fazla bilinmeyen kuvvet varsa, bu, yapıda veya makinede belirli yükleri desteklemek için gerekenden daha fazla bileşen olduğu veya cismin hareket etmesini önlemek için gerekenden daha fazla kısıtlama olduğu anlamına gelir.
Bu tür gereksiz bileşenler veya kısıtlamalar yedekli olarak adlandırılır (örneğin, dört ayaklı bir tablonun bir fazlalığı vardır) ve kuvvetler sistemi statik olarak belirsizdir. Statikte mevcut denklemlerin sayısı sınırlıdır, çünkü herhangi bir katı cisim şekli ve boyutu ne olursa olsun her koşulda katı kalır.
