Связями называются заранее заданные ограничения, налагаемые на положения (а в общем случае – на движение) тел механической системы. Если на тело не наложено никаких связей, то тело называют свободным. В механике принимают [1] следующее положение (аксиома о связях, или принцип освобождаемости): всякое несвободное тело можно рассматривать как свободное, если отбросить связи и заменить их действие реакциями связей. Речь идёт о том, что всегда можно приложить к телу такие силы, действие которых на это тело будет эквивалентно эффекту наложения на это тело связей; именно эти силы и называют реакциями связей. В примере с шаром можно отбросить плоскость и заменить её действие на шар силой, направленной вертикально вверх и приложенной в точке контакта шара с плоскостью (или, что в данном случае эквивалентно – в центре шара). Если выбрать модуль этой силы так, чтобы сумма проекций на ось этой силы и всех остальных сил, действующих на шар, равнялась нулю, то такая сила и будет эквивалентна реакции связи. Таким образом, в механике силы делятся на два основных класса: активные силы и реакции связей. Активные силы вполне корректно определяются как силы, не являющиеся реакциями связей. В задачах статики обычно (но не всегда) эти силы являются заданными. А вот реакции связей никогда заранее не известны; в рассматриваемых здесь задачах статики именно их и требуется найти. Заметим, что общее понятие связи достаточно абстрактно. В конкретных задачах с наличием связей мы сталкиваемся тогда, когда тела механической системы соединены друг с другом тем или иным образом. Реакции связей при этом существенно зависят от характера соединения тел друг с другом. В связи с этим приведём таблицу, в которой для различных видов связей (или, точнее, способов соединения тел между собой) представлены соответствующие реакции связей.
Продолжение табл.1
|