Statik ialah sains kaedah untuk mengukur daya interaksi antara jasad. Daya ini bertanggungjawab untuk mengekalkan keseimbangan, menggerakkan badan atau mengubah bentuknya. Dalam kehidupan seharian, anda boleh melihat banyak contoh yang berbeza setiap hari. Perubahan pergerakan dan bentuk adalah penting untuk kefungsian kedua-dua objek buatan manusia dan semula jadi.
Konsep statik
Asas statik telah diletakkan lebih 2200 tahun yang lalu, apabila ahli matematik Yunani kuno Archimedes dan saintis lain pada masa itu sedang mengkaji sifat menguatkan dan mencipta mekanisme mudah seperti tuil dan gandar. Statik ialah cabang mekanik yang berkaitan dengan daya yang bertindak ke atas jasad yang diam di bawah keadaan keseimbangan.
Ini ialah cabang fizik yang memungkinkan prosedur analitikal dan grafik yang diperlukan untuk mengenal pasti dan menerangkan daya yang tidak diketahui ini. Bahagian "statik" (fizik) memainkan peranan penting dalam banyak cabang kejuruteraan, mekanikal,awam, penerbangan dan bioengineering, yang menangani pelbagai kesan kuasa. Apabila badan dalam keadaan rehat atau bergerak pada kelajuan seragam, maka kita bercakap tentang bidang fizik ini. Statik ialah kajian tentang badan dalam keseimbangan.
Kaedah dan hasil cabang sains ini telah terbukti amat berguna dalam reka bentuk bangunan, jambatan dan empangan, serta kren dan peranti mekanikal lain yang serupa. Untuk dapat mengira dimensi struktur dan peralatan tersebut, arkitek dan jurutera mesti terlebih dahulu menentukan daya yang bertindak pada bahagian yang saling berkaitan.
Aksiom statik
Statik ialah cabang fizik yang mengkaji keadaan di mana sistem mekanikal dan sistem lain kekal dalam keadaan tertentu yang tidak berubah mengikut masa. Bahagian fizik ini adalah berdasarkan lima aksiom asas:
1. Jasad tegar berada dalam keadaan keseimbangan statik jika dua daya dengan keamatan yang sama bertindak ke atasnya, terletak pada garis tindakan yang sama dan diarahkan ke arah bertentangan di sepanjang garis yang sama.
2. Jasad tegar akan kekal dalam keadaan statik sehingga ia dipengaruhi oleh daya luar atau sistem daya.
3. Paduan dua daya yang bertindak pada titik bahan yang sama adalah sama dengan jumlah vektor dua daya. Aksiom ini mematuhi prinsip penjumlahan vektor.
4. Dua jasad yang berinteraksi bertindak balas antara satu sama lain dengan dua daya yang sama keamatan dalam arah yang bertentangan di sepanjang garis tindakan yang sama. iniaksiom juga dipanggil prinsip tindakan dan tindak balas.
5. Jika jasad boleh ubah bentuk berada dalam keadaan keseimbangan statik, ia tidak akan terganggu jika jasad fizikal kekal dalam keadaan pepejal. Aksiom ini juga dipanggil prinsip pemejalan.
Mekanik dan bahagiannya
Fizik dalam bahasa Yunani (physikos - "semula jadi" dan "fizik" - "alam") secara literal bermaksud sains yang berkaitan dengan alam semula jadi. Ia merangkumi semua undang-undang dan sifat jirim yang diketahui, serta daya yang bertindak ke atasnya, termasuk graviti, haba, cahaya, kemagnetan, elektrik dan daya lain yang boleh mengubah ciri asas objek. Salah satu cabang sains ialah mekanik, yang merangkumi subseksyen penting seperti statik dan dinamik, serta kinematik.
Mekanik ialah cabang fizik yang mengkaji daya, objek atau jasad yang berada dalam keadaan diam atau bergerak. Ia adalah salah satu entiti terbesar dalam bidang sains dan teknologi. Tugas dalam statik termasuk kajian keadaan badan di bawah pengaruh pelbagai daya. Kinematik ialah cabang fizik (mekanik) yang mengkaji pergerakan objek, tanpa mengira daya yang menyebabkan pergerakan itu.
Mekanik teori: statik
Mekanik ialah sains fizikal yang menganggap tingkah laku badan di bawah tindakan daya. Terdapat 3 kategori mekanik: badan benar-benar tegar, badan boleh ubah bentuk dan cecair. Jasad tegar ialah jasad yang tidak berubah bentuk di bawah tindakanangkatan. Mekanik teori (statik - sebahagian daripada mekanik jasad yang benar-benar tegar) juga termasuk dinamik, yang, seterusnya, dibahagikan kepada kinematik dan kinetik.
Mekanik badan boleh ubah bentuk berkaitan dengan pengagihan daya di dalam badan dan ubah bentuk yang terhasil. Daya dalaman ini menyebabkan tekanan tertentu dalam badan, yang akhirnya boleh membawa kepada perubahan dalam bahan itu sendiri. Isu ini dikaji dalam kursus kekuatan bahan.
Mekanik cecair ialah cabang mekanik yang memperkatakan pengagihan daya dalam cecair atau gas. Bendalir digunakan secara meluas dalam kejuruteraan. Mereka boleh dikelaskan sebagai tidak boleh mampat atau boleh mampat. Aplikasi termasuk hidraulik, aeroangkasa dan banyak lagi.
Konsep dinamik
Dynamics memperkatakan tentang daya dan pergerakan. Satu-satunya cara untuk mengubah pergerakan badan adalah dengan menggunakan kekerasan. Bersama-sama dengan daya, dinamik mengkaji konsep fizikal lain, antaranya adalah yang berikut: tenaga, momentum, perlanggaran, pusat graviti, tork dan momen inersia.
Statik dan dinamik adalah keadaan yang bertentangan sepenuhnya. Dinamik ialah kajian tentang jasad yang tidak berada dalam keseimbangan, dan pecutan berlaku. Kinetik ialah kajian tentang daya yang menyebabkan gerakan, atau daya yang terhasil daripada gerakan. Tidak seperti konsep seperti statik, kinematik ialah doktrin pergerakan badan, yang tidak mengambil kira fakta bahawabagaimana pergerakan itu dibuat. Ia kadangkala dirujuk sebagai "geometri gerakan".
Kinematik
Prinsip kinematik sering digunakan untuk menganalisis penentuan kedudukan, halaju dan pecutan dalam pelbagai bahagian peralatan semasa operasinya. Kinematik mempertimbangkan pergerakan titik, jasad, dan sistem jasad tanpa mengambil kira punca pergerakan. Pergerakan diterangkan oleh vektor kuantiti seperti sesaran, halaju, dan pecutan bersama-sama dengan petunjuk rangka rujukan. Pelbagai masalah dalam kinematik diselesaikan menggunakan persamaan gerakan.
Mekanik - statik: kuantiti asas
Sejarah mekanik menjangkau lebih daripada satu abad. Prinsip asas statik telah dibangunkan lama dahulu. Semua jenis tuas, satah condong dan prinsip lain diperlukan semasa tamadun awal untuk membina, contohnya, struktur besar seperti piramid.
Kuantiti asas dalam mekanik ialah panjang, masa, jisim dan daya. Tiga yang pertama dipanggil mutlak, bebas antara satu sama lain. Daya bukan nilai mutlak kerana ia berkaitan dengan jisim dan perubahan kelajuan.
Panjang
Length ialah nilai yang digunakan untuk menerangkan kedudukan titik dalam ruang berbanding dengan titik lain. Jarak ini dipanggil unit piawai panjang. Unit piawai yang diterima umum untuk mengukur panjang ialah meter. Piawaian iniberkembang dan bertambah baik selama bertahun-tahun. Pada mulanya, ia adalah satu bahagian sepuluh juta kuadran permukaan bumi, yang agak sukar untuk membuat pengukuran. Pada 20 Oktober 1983, meter ditakrifkan sebagai panjang laluan yang dilalui oleh cahaya dalam vakum dalam 1/299.792.458 saat.
Masa
Masa ialah selang tertentu antara dua acara. Unit masa piawai yang diterima umum ialah yang kedua. Yang kedua pada asalnya ditakrifkan sebagai 1/86.4 daripada purata tempoh putaran Bumi pada paksinya. Pada tahun 1956, takrifan satu saat telah dipertingkatkan kepada 1/31.556 daripada masa yang diperlukan untuk Bumi menyelesaikan satu pusingan mengelilingi Matahari.
Jisim
Jisim ialah sifat jirim. Ia boleh dianggap sebagai jumlah bahan yang terkandung dalam badan. Kategori ini mentakrifkan kesan graviti pada badan dan rintangan terhadap perubahan dalam pergerakan. Rintangan terhadap perubahan dalam gerakan ini dipanggil inersia, yang merupakan hasil daripada jisim badan. Unit jisim yang diterima umum ialah kilogram.
Kuasa
Daya ialah unit terbitan, tetapi unit yang sangat penting dalam kajian mekanik. Ia sering ditakrifkan sebagai tindakan satu badan pada badan yang lain, dan mungkin atau mungkin bukan hasil daripada sentuhan langsung antara badan. Daya graviti dan elektromagnet adalah contoh hasil kesan sedemikian. Terdapat dua prinsip pengaruh, iaitu kuasa yang cenderung untuk mengubah pergerakan sistem dan yang cenderungubah bentuk. Unit asas daya ialah Newton dalam sistem SI dan paun dalam sistem Inggeris.
Persamaan keseimbangan
Statik bermaksud objek yang dimaksudkan adalah pepejal sepenuhnya. Jumlah semua daya yang bertindak ke atas jasad dalam keadaan diam mestilah sama dengan sifar, iaitu daya-daya yang terlibat mengimbangi antara satu sama lain dan tidak sepatutnya ada kecenderungan daya yang mampu memusingkan jasad di sekeliling mana-mana paksi. Keadaan ini adalah bebas antara satu sama lain, dan ungkapannya dalam bentuk matematik membentuk apa yang dipanggil persamaan keseimbangan.
Terdapat tiga persamaan keseimbangan, dan oleh itu hanya tiga daya yang tidak diketahui boleh dikira. Jika terdapat lebih daripada tiga daya yang tidak diketahui, ini bermakna terdapat lebih banyak komponen dalam struktur atau mesin daripada yang diperlukan untuk menyokong beban tertentu, atau terdapat lebih banyak sekatan daripada yang diperlukan untuk menghalang badan daripada bergerak.
Komponen atau kekangan yang tidak perlu sedemikian dipanggil berlebihan (contohnya, meja dengan empat kaki mempunyai satu lewah), dan sistem daya adalah tidak tentu secara statik. Bilangan persamaan yang tersedia dalam statik adalah terhad, kerana mana-mana badan tegar kekal pepejal dalam sebarang keadaan, tanpa mengira bentuk dan saiz.
