Связи и реакции связей
Тело называется свободным
, если его перемещение в пространстве ничем не ограничено. В противном случае тело называется несвободным
, а тела, ограничивающие перемещения данного тела, ¾ связями
. Силы, с которыми связи действуют на данное тело, называются реакциями связей
.
Основные виды связей и их реакции:
1.
Гладкая поверхность
(без трения):
Реакция гладкой поверхности направлена по нормали к этой поверхности (перпендикулярна общей касательной).
2.
Опорная точка (ребро):
Реакция перпендикулярна опирающейся поверхности.
3.
Идеальная нить
(гибкая, невесомая, нерастяжимая):
Примеры: моделирует трос, канат, цепь, ремень,…
Реакция идеальной нити направлена по нити к точке подвеса.
4.
Идеальный стержень
(жесткий, невесомый стержень, на концах которого шарниры):
Реакция связи направлена по стержню.
В отличие от нити стержень может работать и на сжатие.
5.
Цилиндрический шарнир:
Такая связь позволяет телу перемещаться вдоль оси, поворачиваться вокруг оси шарнира, н
6.
Сферический шарнир:
Такая связь не дает точке закрепления тела перемещаться ни в одном из направлений. Положение реакции не определено, но она может быть представлена тремя взаимно перпендикулярными составляющими.
7.
Подпятник:
Реакция данной связи задается аналогично предыдущему случаю.
8.
Жесткая заделка:
Такая связь препятствует перемещению и повороту вокруг точки закрепления. Контакт тела со связью осуществляется по поверхности. Имеем распределенную систему сил реакции, которая, как будет показано, может быть заменена одной силой и парой сил.
Аксиома освобождаемости от связей:
Всякое несвободное тело можно считать свободным, если мысленно освободиться от связей, а их действие заменить соответствующими реакциями.