Параллельный перенос сил. Связи и их реакции. Уравнения равновесия

Свободным телом называется тело, не скрепленное с другими телами, которое может совершать из данного положения любые перемещения в пространстве.
Несвободным телом называется тело, перемещению которого в пространстве препятствуют какие-нибудь другие, скрепленные или соприкасающиеся с ним тела.
Связь – все, что ограничивает перемещение данного тела в пространстве.
Сила, с которой данная связь действует на тело, препятствуя тем или иным перемещениям, называется силой реакции связи.
Силы, не являющиеся реакциями связей (такие, например, как сила тяжести), - активные силы.
Направлена реакция связи в сторону, противоположную той, куда связь не дает перемещаться телу.

Основные виды связей.
1. Гладкая плоскость (поверхность) или опора.
Гладкой называется поверхность, трением о которую данного тела можно в первом приближении пренебречь.
Такая поверхность не дает телу перемещаться только по направлению общего перпендикуляра (нормали) к поверхностям соприкасающихся тел в точке их касания.
Реакция N гладкой поверхности или опоры направлена по общей нормали к поверхностям соприкосновения тел в точке их касания и приложена в этой точке.

2. Нить.
Связь, осуществленная в виде гибкой нерастяжимой нити, не дает телу М удаляться от точки подвеса нити по направлению АМ. Реакция Т натянутой нити направлена вдоль нити к точке ее подвеса.

3. Цилиндрический шарнир (подшипник).
Если два тела соединены болтом, проходящим через отверстия в этих телах, то такое соединение называется шарнирным или просто шарниром; осевая линия болта называется осью шарнира.
Тела АВ прикреплено шарниром к опоре D. Тело может поворачиваться как угодно вокруг оси шарнира, при этом конец А тела не может переместиться ни по какому направлению, перпендикулярному к оси шарнира. Реакция R цилиндрического шарнира может иметь любое направление в плоскости, перпендикулярной к оси шарнира.

4. Шаровой шарнир и подпятник.
Этот вид связи закрепляет какую-нибудь точку тела так, что она не может совершать никаких перемещений в пространстве.
Реакция R шарового шарнира или подпятника может иметь любое направление в пространстве.

5. Стержень.
Стержень АВ закреплен на концах шарнирами. Весом стержня по сравнению с воспринимаемой им нагрузкой можно пренебречь. Стержень работает только на растяжение или сжатие.
Реакция R стержня направлена вдоль оси стержня.

6. Заделка.
Такое закрепление не допускает ни линейных, ни угловых перемещений опорного сечения.
В этой опоре может в общем случае
возникать реакция, которую обычно
раскладывают на две составляющие
(вертикальную и горизонтальную) и
момент защемления (реактивный
момент).

Аксиома связей.
Всякое несвободное тело можно рассматривать как свободное, если отбросить связи и заменить их действие реакциями связей.

Теорема о параллельном переносе силы
Силу, приложенную к абсолютно твердому телу, можно, не изменяя оказываемого действия, переносить параллельно самой себе в любую точку тела, прибавляя при этом момент, равный моменту переносимой силы относительно точки, куда сила переносится.