Tin học là khoa học về các phương pháp định lượng lực tương tác giữa các vật thể. Các lực này có nhiệm vụ duy trì sự cân bằng, chuyển động cơ thể hoặc thay đổi hình dạng của chúng. Trong cuộc sống hàng ngày, bạn có thể thấy rất nhiều ví dụ khác nhau hàng ngày. Sự thay đổi chuyển động và hình dạng rất quan trọng đối với chức năng của cả vật thể nhân tạo và vật thể tự nhiên.
Khái niệm về tĩnh
Nền tảng của tĩnh được đặt cách đây hơn 2200 năm, khi nhà toán học Hy Lạp cổ đại Archimedes và các nhà khoa học khác thời đó đang nghiên cứu các đặc tính khuếch đại và phát minh ra các cơ chế đơn giản như đòn bẩy và trục. Tin học là một nhánh của cơ học xử lý các lực tác động lên các vật thể ở trạng thái nghỉ ở điều kiện cân bằng.
Đây là nhánh vật lý tạo ra các quy trình phân tích và đồ thị cần thiết để xác định và mô tả các lực chưa biết này. Phần "tĩnh" (vật lý) đóng một vai trò quan trọng trong nhiều ngành kỹ thuật, cơ khí,dân dụng, hàng không và kỹ thuật sinh học, đối phó với các tác động khác nhau của các lực lượng. Khi cơ thể ở trạng thái nghỉ ngơi hoặc chuyển động với tốc độ đều, thì chúng ta đang nói về lĩnh vực vật lý này. Tin học là nghiên cứu về sự cân bằng của cơ thể.
Các phương pháp và kết quả của ngành khoa học này đã tỏ ra đặc biệt hữu ích trong việc thiết kế các tòa nhà, cầu và đập, cũng như cần trục và các thiết bị cơ khí tương tự khác. Để có thể tính toán kích thước của các cấu trúc và thiết bị như vậy, trước tiên các kiến trúc sư và kỹ sư phải xác định các lực tác động lên các bộ phận liên kết của chúng.
Tiên đề về tĩnh
Tin học là một nhánh của vật lý nghiên cứu các điều kiện trong đó cơ học và các hệ thống khác ở trạng thái nhất định không thay đổi theo thời gian. Phần vật lý này dựa trên năm tiên đề cơ bản:
1. Một vật cứng ở trạng thái cân bằng tĩnh nếu hai lực có cùng cường độ tác dụng lên nó, nằm trên cùng một đường sức và hướng ngược chiều nhau trên cùng một đường thẳng.
2. Một vật thể cứng sẽ vẫn ở trạng thái tĩnh cho đến khi nó bị tác động bởi ngoại lực hoặc một hệ thống lực.
3. Hợp của hai lực tác dụng vào cùng một chất điểm bằng tổng vectơ của hai lực đó. Tiên đề này tuân theo nguyên tắc tổng vectơ.
4. Hai vật tương tác phản ứng với nhau bằng hai lực có cường độ bằng nhau, ngược chiều nhau trên cùng một đường tác dụng. Cái nàytiên đề còn được gọi là nguyên tắc của hành động và phản ứng.
5. Nếu một vật thể biến dạng ở trạng thái cân bằng tĩnh, nó sẽ không bị xáo trộn nếu vật thể đó vẫn ở trạng thái rắn. Tiên đề này còn được gọi là nguyên lý đông đặc.
Cơ học và các phần của nó
Vật lý trong tiếng Hy Lạp (Physkos - "tự nhiên" và "Physis" - "thiên nhiên") có nghĩa đen là khoa học liên quan đến tự nhiên. Nó bao gồm tất cả các định luật và tính chất đã biết của vật chất, cũng như các lực tác động lên nó, bao gồm trọng lực, nhiệt, ánh sáng, từ tính, điện và các lực khác có thể thay đổi các đặc tính cơ bản của vật thể. Một trong những nhánh của khoa học là cơ học, bao gồm những phần phụ quan trọng như tĩnh và động lực học, cũng như động học.
Cơ học là một nhánh của vật lý nghiên cứu lực, vật thể hoặc vật thể ở trạng thái nghỉ hoặc chuyển động. Nó là một trong những đơn vị lớn nhất trong lĩnh vực khoa học và công nghệ. Các nhiệm vụ trong tĩnh bao gồm nghiên cứu trạng thái của các cơ thể dưới tác động của các lực khác nhau. Động học là một nhánh của vật lý (cơ học) nghiên cứu chuyển động của các vật thể, bất kể lực gây ra chuyển động.
Cơ lý thuyết: tĩnh
Cơ học là một môn khoa học vật lý xem xét hoạt động của các cơ thể dưới tác dụng của các lực. Có 3 loại cơ học: cơ thể hoàn toàn cứng, cơ thể có thể biến dạng và cơ thể lỏng. Vật cứng là vật không bị biến dạng dưới tác dụng củacác lực lượng. Cơ học lý thuyết (tĩnh học - một phần của cơ học của một vật thể hoàn toàn cứng) cũng bao gồm động lực học, đến lượt nó, được chia thành động học và động học.
Cơ học của một vật thể có thể biến dạng giải quyết sự phân bố lực bên trong cơ thể và các biến dạng dẫn đến. Những nội lực này gây ra những căng thẳng nhất định trong cơ thể, cuối cùng có thể dẫn đến sự thay đổi của chính vật chất. Những vấn đề này được nghiên cứu trong các khóa học về sức mạnh của vật liệu.
Cơ học chất lỏng là một nhánh của cơ học giải quyết sự phân bố lực bên trong chất lỏng hoặc chất khí. Chất lỏng được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật. Chúng có thể được phân loại là không thể nén hoặc nén được. Các ứng dụng bao gồm thủy lực, hàng không vũ trụ và nhiều ứng dụng khác.
Khái niệm về động lực học
Động lực học liên quan đến lực và chuyển động. Cách duy nhất để thay đổi chuyển động của cơ thể là sử dụng lực. Cùng với lực, động lực học nghiên cứu các khái niệm vật lý khác, trong số đó là các khái niệm sau: năng lượng, động lượng, va chạm, trọng tâm, mômen và mômen quán tính.
Tĩnh và động là trạng thái hoàn toàn trái ngược nhau. Động lực học là nghiên cứu về các vật thể không ở trạng thái cân bằng và xảy ra gia tốc. Động học là nghiên cứu về các lực gây ra chuyển động, hoặc các lực sinh ra từ chuyển động. Không giống như một khái niệm như tĩnh, động học là học thuyết về chuyển động của một cơ thể, không tính đến thực tế làchuyển động được thực hiện như thế nào. Nó đôi khi được gọi là "hình học của chuyển động".
Chuyển động học
Nguyên tắc động học thường được áp dụng để phân tích xác định vị trí, vận tốc và gia tốc trong các bộ phận khác nhau của thiết bị trong quá trình hoạt động của nó. Động học xem xét chuyển động của một điểm, một vật và một hệ vật mà không xem xét các nguyên nhân của chuyển động. Chuyển động được mô tả bằng một vectơ của các đại lượng như độ dịch chuyển, vận tốc và gia tốc cùng với chỉ thị của hệ quy chiếu. Các vấn đề khác nhau trong chuyển động học được giải bằng cách sử dụng phương trình chuyển động.
Cơ học - tĩnh học: đại lượng cơ bản
Lịch sử của cơ học kéo dài hơn một thế kỷ. Các nguyên tắc cơ bản của tĩnh đã được phát triển từ rất lâu trước đây. Tất cả các loại đòn bẩy, mặt phẳng nghiêng và các nguyên tắc khác đều cần thiết trong các nền văn minh sơ khai để xây dựng, ví dụ, các cấu trúc khổng lồ như kim tự tháp.
Các đại lượng cơ bản trong cơ học là độ dài, thời gian, khối lượng và lực. Ba cái đầu tiên được gọi là tuyệt đối, độc lập với nhau. Lực không phải là một giá trị tuyệt đối vì nó liên quan đến khối lượng và sự thay đổi của tốc độ.
Chiều dài
Độ dài là một giá trị được sử dụng để mô tả vị trí của một điểm trong không gian so với một điểm khác. Khoảng cách này được gọi là đơn vị đo độ dài tiêu chuẩn. Đơn vị tiêu chuẩn được chấp nhận chung để đo chiều dài là mét. Tiêu chuẩn nàyphát triển và cải tiến trong những năm qua. Ban đầu, nó là một phần mười phần triệu của góc phần tư bề mặt trái đất, rất khó thực hiện các phép đo. Vào ngày 20 tháng 10 năm 1983, mét được định nghĩa là độ dài đường đi của ánh sáng trong chân không trong 1 / 299,792,458 giây.
Thời gian
Thời gian là khoảng thời gian nhất định giữa hai sự kiện. Đơn vị thời gian tiêu chuẩn được chấp nhận chung là đơn vị thứ hai. Vòng thứ hai ban đầu được xác định là 1 / 86,4 của chu kỳ quay trung bình của Trái đất trên trục của nó. Vào năm 1956, định nghĩa của một giây đã được cải thiện thành 1 / 31.556 thời gian để Trái đất hoàn thành một vòng quay quanh Mặt trời.
Đại chúng
Khối lượng là tài sản của vật chất. Nó có thể được coi là lượng vật chất chứa trong cơ thể. Loại này xác định tác động của trọng lực lên cơ thể và khả năng chống lại sự thay đổi của chuyển động. Lực cản đối với sự thay đổi trong chuyển động này được gọi là quán tính, là kết quả của khối lượng của cơ thể. Đơn vị khối lượng được chấp nhận chung là kilôgam.
Quyền
Lực là một đơn vị dẫn xuất, nhưng là một đơn vị rất quan trọng trong nghiên cứu cơ học. Nó thường được định nghĩa là hành động của cơ thể này lên cơ thể khác, và có thể là kết quả của sự tiếp xúc trực tiếp giữa các cơ thể. Lực hấp dẫn và lực điện từ là những ví dụ về kết quả của một tác động như vậy. Có hai nguyên tắc ảnh hưởng, các lực có xu hướng thay đổi các chuyển động của hệ thống và các lực có xu hướngcác biến dạng. Đơn vị cơ bản của lực là Newton trong hệ SI và pound trong hệ Anh.
Phương trình cân bằng
Tĩnh có nghĩa là các đối tượng được đề cập là hoàn toàn rắn. Tổng của tất cả các lực tác dụng lên một vật ở trạng thái nghỉ phải bằng 0, tức là các lực liên quan cân bằng lẫn nhau và không được có xu hướng đối với các lực có khả năng làm vật quay quanh bất kỳ trục nào. Các điều kiện này độc lập với nhau và biểu thức của chúng ở dạng toán học tạo thành cái gọi là phương trình cân bằng.
Có ba phương trình cân bằng, và do đó chỉ có thể tính được ba lực chưa biết. Nếu có nhiều hơn ba lực không xác định, điều đó có nghĩa là có nhiều bộ phận trong cấu trúc hoặc máy móc hơn mức cần thiết để hỗ trợ một số tải trọng nhất định hoặc có nhiều hạn chế hơn mức cần thiết để giữ cho cơ thể không chuyển động.
Các thành phần hoặc ràng buộc không cần thiết như vậy được gọi là dư thừa (ví dụ, một bảng có bốn chân thì có một chân thừa), và hệ thống lực là không xác định tĩnh. Số lượng phương trình có sẵn trong tĩnh là có giới hạn, vì bất kỳ phần thân cứng nào vẫn vững chắc trong mọi điều kiện, bất kể hình dạng và kích thước.
