Связи и реакции связей

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, но не позволяет точке закрепления  перемещаться в плоскости, перпендикулярной оси шарнира. Реакция лежит в  плоскости, перпендикулярной оси шарнира, и проходит через нее. Положение  этой реакции не определено, но она  может быть представлена двумя взаимно  перпендикулярными составляющими 

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.