ስታቲክስ በአካላት መካከል ያለውን የግንኙነት ኃይል ለመለካት ዘዴዎች ሳይንስ ነው። እነዚህ ኃይሎች ሚዛንን ለመጠበቅ, የሰውነት እንቅስቃሴን ወይም ቅርጻቸውን ለመለወጥ ሃላፊነት አለባቸው. በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ, በየቀኑ ብዙ የተለያዩ ምሳሌዎችን ማየት ይችላሉ. የእንቅስቃሴ እና የቅርጽ ለውጦች ለሰው ሰራሽ እና ተፈጥሯዊ ነገሮች ተግባራዊነት ወሳኝ ናቸው።
የስታስቲክስ ጽንሰ-ሀሳብ
የስታስቲክስ መሰረት የተጣለው ከ2200 ዓመታት በፊት ሲሆን የጥንት ግሪክ የሂሳብ ሊቅ አርኪሜዲስ እና ሌሎች የዛን ጊዜ ሳይንቲስቶች የማጉላት ባህሪያትን ሲያጠኑ እና እንደ ዘንቢል እና አክሰል ያሉ ቀላል ዘዴዎችን ሲፈጥሩ ነበር። ስታቲክስ በተመጣጣኝ ሁኔታ ውስጥ ባሉ አካላት ላይ በእረፍት ላይ የሚሰሩ ኃይሎችን የሚመለከት የሜካኒክስ ቅርንጫፍ ነው።
ይህ የፊዚክስ ቅርንጫፍ ነው እነዚህን ያልታወቁ ሀይሎች ለመለየት እና ለመግለጽ የሚያስፈልጉትን የትንታኔ እና ስዕላዊ ሂደቶች። ክፍል "ስታስቲክስ" (ፊዚክስ) በብዙ የምህንድስና, ሜካኒካል,የሲቪል, አቪዬሽን እና ባዮኢንጂነሪንግ, ይህም ኃይሎች የተለያዩ ተጽዕኖዎችን የሚመለከቱ. ሰውነት እረፍት ላይ ወይም ወጥ በሆነ ፍጥነት ሲንቀሳቀስ, ስለዚህ ስለ ፊዚክስ አካባቢ እየተነጋገርን ነው. ስታቲስቲክስ የሰውነት ሚዛን ጥናት ነው።
የዚህ የሳይንስ ዘርፍ ዘዴዎች እና ውጤቶች በተለይ በህንፃዎች ፣ ድልድዮች እና ግድቦች እንዲሁም ክሬኖች እና ሌሎች ተመሳሳይ ሜካኒካል መሳሪያዎች ዲዛይን ላይ ጠቃሚ ናቸው ። የእነዚህን አወቃቀሮች እና መሳሪያዎች ስፋት ለማስላት አርክቴክቶች እና መሐንዲሶች በመጀመሪያ እርስ በርስ የተያያዙ ክፍሎቻቸውን የሚወስዱትን ኃይሎች መወሰን አለባቸው።
Axioms of statics
ስታቲክስ የፊዚክስ ክፍል ሲሆን ሜካኒካል እና ሌሎች ስርዓቶች ከጊዜ ጋር በማይለዋወጥ ሁኔታ ውስጥ የሚቆዩበትን ሁኔታ የሚያጠና ነው። ይህ የፊዚክስ ክፍል በአምስት መሰረታዊ አክሲሞች ላይ የተመሰረተ ነው፡
1። ግትር የሆነ አካል ሁለት ተመሳሳይ ጥንካሬ ያላቸው ሃይሎች ቢሰሩበት፣በአንድ አይነት የድርጊት መስመር ላይ ተኝተው እና በተመሳሳዩ መስመር በተቃራኒ አቅጣጫ ከተመሩ የማይንቀሳቀስ ሚዛን ነው።
2። ግትር አካል በውጫዊ ሃይሎች ወይም በሃይሎች ስርዓት እስካልተነካ ድረስ በማይንቀሳቀስ ሁኔታ ውስጥ ይቆያል።
3. በአንድ ቁስ ነጥብ ላይ የሚሠሩ የሁለት ኃይሎች ውጤት ከሁለቱ ኃይሎች የቬክተር ድምር ጋር እኩል ነው። ይህ axiom የቬክተር ማጠቃለያ መርህን ያከብራል።
4። ሁለት መስተጋብር አካላት እርስ በእርሳቸው ተመሳሳይ በሆነ የእርምጃ መስመር ላይ በተቃራኒ አቅጣጫዎች ውስጥ እኩል ጥንካሬ ያላቸው ሁለት ኃይሎች እርስ በርስ ምላሽ ይሰጣሉ. ይህአክሱም የድርጊት እና ምላሽ መርህ ተብሎም ይጠራል።
5። የተበላሸ አካል በስታቲክ ሚዛን ውስጥ ከሆነ, አካላዊው አካል በጠንካራ ሁኔታ ውስጥ ቢቆይ አይረበሽም. ይህ አክሲየም የማጠናከሪያ መርህ ተብሎም ይጠራል።
መካኒኮች እና ክፍሎቹ
ፊዚክስ በግሪኩ (ፊዚኮስ - "ተፈጥሮአዊ" እና "ፊዚስ" - "ተፈጥሮ") በጥሬው ሲተረጎም ተፈጥሮን የሚመለከት ሳይንስ ማለት ነው። እሱ ሁሉንም የታወቁ የቁስ አካላትን ህጎች እና ባህሪዎች እንዲሁም በእሱ ላይ የሚሠሩትን ኃይሎች ፣ ስበት ፣ ሙቀት ፣ ብርሃን ፣ መግነጢሳዊነት ፣ ኤሌክትሪክ እና የነገሮችን መሰረታዊ ባህሪያት ሊለውጡ የሚችሉ ሌሎች ኃይሎችን ያጠቃልላል። ከሳይንስ ዘርፎች አንዱ ሜካኒክስ ሲሆን እንደ ስታቲክስ እና ዳይናሚክስ እንዲሁም ኪኒማቲክስ ያሉ ጠቃሚ ንዑስ ክፍሎችን ያካትታል።
ሜካኒክስ በእረፍት ላይ ወይም በእንቅስቃሴ ላይ ያሉ ሃይሎችን፣ ቁሶችን ወይም አካላትን የሚያጠና የፊዚክስ ክፍል ነው። በሳይንስ እና ቴክኖሎጂ መስክ ውስጥ ካሉት ትላልቅ አካላት አንዱ ነው. በስታቲስቲክስ ውስጥ ያሉ ተግባራት በተለያዩ ኃይሎች ተጽእኖ ስር ያሉ አካላትን ሁኔታ ማጥናት ያካትታል. ኪነማቲክስ የቁሳቁሶችን እንቅስቃሴ የሚያጠና የፊዚክስ (ሜካኒክስ) ክፍል ነው፣ እንቅስቃሴውን የሚያስከትሉ ኃይሎች ምንም ቢሆኑም።
ቲዎሬቲካል መካኒኮች፡ስታቲክስ
መካኒክስ በኃይላት ተግባር ስር ያሉ አካላትን ባህሪ የሚያጤን ፊዚካል ሳይንስ ነው። 3 የመካኒኮች ምድቦች አሉ፡ ፍፁም ግትር አካል፣ አካል ጉዳተኛ እና ፈሳሽ። ግትር አካል በድርጊት ስር የማይለወጥ አካል ነው።ኃይሎች. ቲዎሬቲካል ሜካኒክስ (ስታቲክስ - የፍፁም ግትር አካል መካኒኮች አካል) እንዲሁም ተለዋዋጭ ነገሮችን ያካትታል፣ እሱም በተራው፣ በኪነማቲክስ እና ኪነቲክስ የተከፋፈለ።
የሰውነት መካኒኮች በሰውነት ውስጥ ያሉ ሃይሎችን ስርጭት እና የሚከሰቱ ለውጦችን ይመለከታል። እነዚህ ውስጣዊ ኃይሎች በሰውነት ውስጥ የተወሰኑ ጭንቀቶችን ያስከትላሉ, ይህም በመጨረሻ ወደ ቁሳቁሱ በራሱ ላይ ለውጥ ያመጣል. እነዚህ ጉዳዮች የሚጠናው በቁስ-ጥንካሬ ኮርሶች ነው።
ፈሳሽ ሜካኒክስ በፈሳሽ ወይም በጋዝ ውስጥ ያሉ ሃይሎችን ስርጭት የሚመለከት የሜካኒክስ ዘርፍ ነው። ፈሳሾች በምህንድስና ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ. የማይጨመቁ ወይም የማይጨመቁ ተብለው ሊመደቡ ይችላሉ. አፕሊኬሽኖች ሃይድሮሊክን፣ ኤሮስፔስ እና ሌሎችንም ያካትታሉ።
የተለዋዋጭ ጽንሰ-ሀሳብ
ዳይናሚክስ ሃይልን እና እንቅስቃሴን ይመለከታል። የሰውነት እንቅስቃሴን ለመለወጥ ብቸኛው መንገድ ኃይልን መጠቀም ነው። ከኃይል ጋር፣ ተለዋዋጭነት ሌሎች ፊዚካዊ ፅንሰ-ሀሳቦችን ያጠናል፣ ከነሱም መካከል የሚከተሉት ይገኙበታል፡- ጉልበት፣ ሞመንተም፣ ግጭት፣ የስበት ኃይል፣ ጉልበት እና የአቅም ማነስ ቅጽበት።
ስታቲክ እና ተለዋዋጭ ፍፁም ተቃራኒ ግዛቶች ናቸው። ተለዋዋጭነት ሚዛናዊ ያልሆኑ አካላት ጥናት ነው, እና ማፋጠን ይከሰታል. ኪኔቲክስ እንቅስቃሴን የሚያስከትሉ ኃይሎች ወይም በእንቅስቃሴ ምክንያት የሚመጡ ኃይሎች ጥናት ነው። እንደ እስታቲስቲክስ ካሉ እንደዚህ ካሉ ጽንሰ-ሀሳብ በተቃራኒ ኪኔማቲክስ የአካል እንቅስቃሴ አስተምህሮ ነው ፣ እሱም እውነታውን ከግምት ውስጥ አያስገባም።እንቅስቃሴው እንዴት እንደሚደረግ. እሱ አንዳንድ ጊዜ "የእንቅስቃሴ ጂኦሜትሪ" ተብሎ ይጠራል።
ኪነማቲክስ
የኪነማቲክ መርሆዎች በስራው ወቅት በተለያዩ የመሳሪያ ክፍሎች ውስጥ ያለውን የቦታ፣ የፍጥነት እና የፍጥነት ውሳኔ ለመተንተን ብዙ ጊዜ ይተገበራሉ። ኪኒማቲክስ የእንቅስቃሴ መንስኤዎችን ከግምት ውስጥ ሳያስገባ የአንድ ነጥብ ፣ የአካል እና የአካል ስርዓት እንቅስቃሴን ይመለከታል። እንቅስቃሴ በቬክተር እንደ መፈናቀል፣ ፍጥነት እና ማጣደፍ ከማጣቀሻ ፍሬም ማሳያ ጋር ይገለጻል። በኪነማቲክስ ውስጥ ያሉ የተለያዩ ችግሮች የሚፈቱት የእንቅስቃሴ እኩልታ በመጠቀም ነው።
ሜካኒክስ - ስታቲክስ፡ መሰረታዊ መጠኖች
የመካኒኮች ታሪክ ከአንድ ክፍለ ዘመን በላይ ይዘልቃል። የስታቲስቲክስ መሰረታዊ መርሆች የተገነቡት ከረጅም ጊዜ በፊት ነው. እንደ ፒራሚዶች ያሉ ግዙፍ ግንባታዎችን ለመገንባት በመጀመሪያዎቹ ስልጣኔዎች ሁሉም አይነት ማንሻዎች፣ ዘንበል ያሉ አውሮፕላኖች እና ሌሎች መርሆች ያስፈልጋቸው ነበር።
በመካኒኮች ውስጥ ያሉት መሠረታዊ መጠኖች ርዝመት፣ጊዜ፣ጅምላ እና ጉልበት ናቸው። የመጀመሪያዎቹ ሦስቱ ፍፁም ይባላሉ, አንዳቸው ከሌላው ነጻ ናቸው. ኃይል ከጅምላ እና ከፍጥነት ለውጦች ጋር ስለሚዛመድ ፍፁም እሴት አይደለም።
ርዝመት
ርዝመት የአንድ ነጥብ ቦታ ከሌላ ነጥብ አንፃር ለመግለጽ የሚያገለግል እሴት ነው። ይህ ርቀት መደበኛ አሃድ ርዝመት ይባላል. ርዝመትን ለመለካት በአጠቃላይ ተቀባይነት ያለው መደበኛ መለኪያ መለኪያ ነው. ይህ መስፈርትባለፉት ዓመታት የተሻሻለ እና የተሻሻለ. መጀመሪያ ላይ፣ ከምድር ገጽ ሩብ አንድ አሥር ሚሊዮንኛ ክፍል ነበር፣ በዚህም ለመለካት በጣም አስቸጋሪ ነበር። በጥቅምት 20 ቀን 1983 ቆጣሪው በ 1/299.792.458 ሰከንድ ውስጥ በብርሃን የሚጓዘው የመንገዱ ርዝመት ተብሎ ተገልጿል::
ጊዜ
ጊዜ በሁለት ክስተቶች መካከል የተወሰነ ክፍተት ነው። በአጠቃላይ ተቀባይነት ያለው መደበኛ የጊዜ አሃድ ሁለተኛው ነው. ሁለተኛው በመጀመሪያ የተገለፀው 1/86.4 የምድር አማካኝ የመዞሪያ ጊዜ በዘንጉ ላይ ነው። እ.ኤ.አ. በ1956፣ የአንድ ሰከንድ ትርጉም ምድር በፀሐይ ዙርያ አንድ አብዮት ለማጠናቀቅ ከምትፈጅበት ጊዜ 1/31.556 ደርሷል።
ቅዳሴ
ቅዳሴ የቁስ አካል ነው። በሰውነት ውስጥ እንደ ቁስ አካል መጠን ሊታሰብ ይችላል. ይህ ምድብ የስበት ኃይል በሰውነት ላይ ያለውን ተጽእኖ እና በእንቅስቃሴ ላይ ያለውን ለውጥ መቋቋምን ይገልጻል. ይህ በእንቅስቃሴ ላይ ያለውን ለውጥ የመቋቋም ችሎታ የሰውነት መብዛት ውጤት የሆነው ኢንቲያ ይባላል። በአጠቃላይ ተቀባይነት ያለው የጅምላ አሃድ ኪሎግራም ነው።
ኃይል
ሀይል የተገኘ ክፍል ነው፣ነገር ግን በመካኒኮች ጥናት ውስጥ በጣም ጠቃሚ ክፍል ነው። ብዙውን ጊዜ የአንድ አካል በሌላ አካል ላይ የሚፈጸመው ድርጊት ተብሎ ይገለጻል, እና በአካላት መካከል ቀጥተኛ ግንኙነት ውጤት ሊሆንም ላይሆንም ይችላል. የስበት እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ሃይሎች የዚህ አይነት ተጽእኖ ውጤት ምሳሌዎች ናቸው. የስርዓቱን እንቅስቃሴ የሚቀይሩ እና የሚቀያየሩ ሃይሎች ሁለት የተፅዕኖ መርሆዎች አሉ።መበላሸት. መሰረታዊ የሃይል አሃድ ኒውተን በSI ሲስተም እና ፓውንድ በእንግሊዘኛ ስርአት ነው።
የሚዛን እኩልታዎች
ስታቲክ ማለት በጥያቄ ውስጥ ያሉት ነገሮች ፍጹም ጠንካራ ናቸው። በእረፍት ላይ ያለ አካል ላይ የሚሠሩ ኃይሎች ድምር ከዜሮ ጋር እኩል መሆን አለበት፣ ማለትም፣ የተካተቱት ኃይሎች እርስ በርሳቸው ሚዛናዊነት ሊኖራቸው ይገባል እና ሰውነትን ወደ የትኛውም ዘንግ ማዞር ለሚችሉ ኃይሎች ምንም ዓይነት ዝንባሌ ሊኖር አይገባም። እነዚህ ሁኔታዎች አንዳቸው ከሌላው ነጻ ናቸው፣ እና አገላለጻቸው በሂሳብ መልክ የተመጣጠነ እኩልታዎች የሚባሉትን ይመሰርታል።
ሶስት ሚዛናዊ እኩልታዎች አሉ፣ እና ስለዚህ ሶስት ያልታወቁ ሀይሎች ብቻ ሊሰሉ ይችላሉ። ከሶስት በላይ ያልታወቁ ሃይሎች ካሉ, ይህ ማለት በመዋቅሩ ወይም በማሽኑ ውስጥ የተወሰኑ ሸክሞችን ለመደገፍ ከሚያስፈልጉት በላይ ተጨማሪ አካላት አሉ ወይም ሰውነት እንዳይንቀሳቀስ ከሚያስፈልገው በላይ ተጨማሪ ገደቦች አሉ ማለት ነው.
እንዲህ ያሉ አላስፈላጊ ክፍሎች ወይም እገዳዎች ተደጋጋሚ ይባላሉ (ለምሳሌ አራት እግሮች ያሉት ጠረጴዛ አንድ ተጨማሪ ነገር አለው) እና የኃይሎች ስርዓቱ በስታትስቲክስ ያልተወሰነ ነው። ማንኛውም ግትር አካል ቅርጽ እና መጠን ምንም ይሁን ምን, በማንኛውም ሁኔታ ውስጥ ጠንካራ ሆኖ ስለሚቆይ በስታቲክስ ውስጥ የሚገኙት የእኩልታዎች ብዛት የተወሰነ ነው።
