СТАТИKA (от греч. statike - учение о весе, о равновесии), раздел
механики, посвящённый изучению условий равновесия материальных тел под
действием сил. С. разделяют на геометрическую и аналитическую. В основе
аналитич. С. лежит возможных перемещений принцип, дающий общие условия
равновесия любой механич. системы. Геомстрич. С. основывается на т. н. аксиомах
С., выражающих свойства сил, действующих на материальную частицу и абсолютно
твёрдое тело, т. е. тело, расстояния между точками к-рого всегда остаются
неизменными. Основные аксиомы С. устанавливают, что: 1) две силы, действующие
на материальную частицу, имеют равнодействующую, определяемую по правилу параллелограмма
сил;2) две силы, действующие на материальную частицу (или абсолютно твердое
тело), уравновешиваются только тогда, когда они одинаковы по численной величине
и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны; 3) прибавление или
вычитание уравновешенных сил не изменяет действия данной системы на твёрдое
тело. При этом уравновешенными наз. силы, под действием к-рых свободное твёрдое
тело может находиться в покое по отношению к инерциальной системе отсчета. Методами
геометрич. С. изучается С. твёрдого тела. При этом рассматриваются решения
следующих двух типов задач: 1) приведение систем сил, действующих на твёрдое
тело, к простейшему виду; 2) определение условий равновесия сил, действующих на
твёрдое тело.
Необходимые и достаточные условия равновесия упруго деформируемых тел, а
также жидкостей и газов рассматриваются соответственно в упругости теории,
гидростатике и аэростатике.
К осн. понятиям С. относится понятие о силе, о моменте силы относительно
центра и относительно оси и о паре сил. Сложение сил и их моментов
относительно центра производится по правилу сложения векторов. Величина R, равная
геометрич. сумме всех сил Fк , действующих на данное тело,
наз. главным вектором этой системы сил, а величина Ma, равная геометрич.
сумме моментов т0(Fк) этих сил относительно центра
О, наз. главным моментом системы сил относительно указанного центра:
Решение задачи приведения сил даёт следующий основной результат: любая
система сил, действующих на абсолютно твёрдое тело, эквивалентна одной силе, равной
главному вектору R системы и приложенной в произвольно выбранном центре О, и
одной паре сил с моментом, равным главному моменту М0 системы
относительно этого центра. Отсюда следует, что любую систему действующих на
твёрдое тело сил можно задать её главным вектором и главным моментом. Этим
результатом широко пользуются на практике, когда задают, напр., аэродинамич.
силы, действующие на самолёт или ракету, усилия в сечении балки и др.
Простейший вид, к к-рому можно привести данную систему сил, зависит от
значений R и M0. Если R = О, a M0<>
0, то данная система сил заменяется одной парой с моментом М0. Если
же R <>0, a M0 = 0 или M0 <>
0, но векторы R и M0взаимно перпендикулярны (что, напр.,
всегда имеет место для параллельных сил или сил, лежащих на одной плоскости),
то система сил приводится к равнодействующей, равной R. Наконец, когда R
<> 0, M0 <> 0 и эти векторы не взаимно
перпендикулярны, система сил заменяется совокупным действием силы и пары (или
двумя скрещивающимися силами) и равнодействующей не имеет.
Для равновесия любой системы сил, действующих на твёрдое тело, необходимо и
достаточно обращение величины R и M0 в нуль. Вытекающие
отсюда ур-ния, к-рым должны удовлетворять действующие на тело силы при
равновесии, см. в ст. Равновесие механической системы. Равновесие
системы тел изучают, составляя ур-ния равновесия для каждого тела в отдельности
и учитывая закон равенства действия и противодействия. Если общее число реакций
связей окажется больше числа ур-ний, содержащих эти реакции, то соответствующая
система тел является статически неопределимой; для изучения её равновесия надо
учесть деформации тел.
Графич. методы решения задач С. основываются на построении многоугольника
сил и верёвочного многоугольника.
Лит.:
П у а н с о Л., Начала статики, П., 1920; Жуковский H. E.,
Теоретическая механика, 2 изд., M.- Л., 1952; Воронков И. M., Курс
теоретической механики, 9 изд., M., 1961; T а р г С. M., Краткий курс
теоретической механики, 9 изд., M., 1974; см. также лит. при ст. Механика.