Elemente de static

Sunt situații în care corpurile nu mai pot fi considerate ca puncte materiale și trebuie să ținem cont de forma, dimensiunile și distribuția substanței din care sunt alcătuite. În acest caz, considerăm corpul ca fiind alcătuit dintr-un sistem de puncte materiale.
Dacă distanța dintre orice pereche de puncte materiale ale corpului rămâne aceeași, corpul se numește solid rigid.

Statica este partea mecanicii care studiază echilibrul solidului rigid sub acțiunea forțelor exterioare care acționează asupra lui.

Mișcarea de translație:
Un corp solid are o mișcare de translație dacă oricare ar fi două puncte ale solidului, segmentul care le unește își păstrează direcția în timpul mișcării.
În mișcarea de translație toate punctele solidului au traiectorii, viteze și accelerații identice și de aceea această mișcare poate fi descrisă de mișcarea unui singur punct material ce aparține corpului.

Mișcarea de rotație:
Un corp solid are o mișcare de rotație în jurul unei axe, atunci când orice punct al său descrie un arc de cerc cu centrul pe axă (numită axă de rotație).

Echilibrul de translație:
Un solid este în echilibru de translație dacă nu are mișcare de translație (echilibru static) sau are mișcare de translație rectilinie și uniformă (echilibru dinamic).
Condiția de echilibru de translație: Rezultanta forțelor care acționează asupra solidului este zero.

Echilibrul de rotație:
Produsul vectorial a doi vectori - prin produsul vectorial al vectorilor \(\vec a\) și \(\vec a\) se obține vectorul:
\(\vec v = \vec a \cdot \vec b\)
Care are modulul: \(v = \left| {\vec v} \right| = a \cdot b\sin \alpha \)
direcția: perpendiculară pe planul
sensul: de înaintare al unui burghiu drept, care, așezat perpendicular pe planul determinat de cei doi vectori, se rotește în sensul în care s-ar roti primul vector spre cel de-al doilea pe drumul cel mai scurt.

Momentul forței \(\vec F\) față de un pol este mărimea fizică vectorială definită prin relația: \({\vec M_{\vec F,O}} = \vec r \cdot \vec F\)
Unde \(\vec r\) este vectorul poziție al punctului de aplicație al forței \(\vec F\) în raport cu polul .

Momentul forței \(\vec F\) față de o axă este mărimea fizică vectorială definită prin relația: \({\vec M_{\vec F,\Delta }} = \vec r \cdot {\vec F_t}\)
Unde este vectorul poziție al punctului de aplicație al forței \(\vec F\) în raport cu un punct (punctul de intersecție al axei cu planul perpendicular pe axă ce trece prin punctul de aplicație al forței \(\vec F\), iar \({\vec F_t}\) este componenta forței \(\vec F\) conținută în planul perpendicular pe \(\Delta \)

Un solid este în echilibru de rotație în raport cu o axă când este în repaus sau se rotește uniform în jurul axei.

Condiția de echilibru de rotație: Momentul rezultantei forțelor care acționează asupra solidului este zero.

Echilibrul corpurilor și energia potențială:

Un corp sau un sistem fizic este în echilibru stabil dacă la mici deplasări față de poziția de echilibru, el revine de la sine în această poziție.
Când un corp se află în echilibru stabil, energia lui potențială este minimă.

Un corp sau sistem fizic se află în echilibru instabil dacă la mici deplasări față de poziția de echilibru, el nu revine de la sine în această poziție.
Când un corp se află în echilibru instabil, energia lui potențială este maximă.

Un corp, sau în general un sistem fizic, tinde spre acea stare în care energia sa potențială este minimă, stare în care echilibrul sistemului este stabil.