Навчальна тема
Зовнішні та внутрішні сили. Метод перерізів
Метод перерізів в опорі матеріалів: зовнішні та внутрішні сили, відсікання частини тіла та внутрішні силові фактори N, Q, M і T.
0 практичних завдань · 0 підтем
Зовнішні сили діють на тіло з боку інших тіл або фізичних полів. Усередині навантаженого тіла між його частинами виникає взаємодія, яку в розрахунковій моделі характеризують внутрішніми силами.
Ідея методу перерізів
Щоб виявити внутрішню взаємодію, тіло подумки розсікають площиною в потрібному місці. Після цього можна відкинути будь-яку одну частину — ліву або праву — а дію відкинутої частини на ту, що залишилася, замінити системою внутрішніх силових факторів у перерізі.
Обидва варіанти описують одну й ту саму внутрішню взаємодію. Тому за правильно складених рівнянь рівноваги розгляд лівої або правої частини приводить до узгодженого результату.
Внутрішні силові фактори стержня
У загальному просторовому випадку результуючу внутрішніх сил і моментів у поперечному перерізі розкладають на складові. У традиційних позначеннях використовують поздовжню силу $N$, поперечні сили $Q$, крутний момент $T$ та згинальні моменти $M$. Конкретний набір ненульових факторів залежить від навантаження.
Як ними користуються
Після відсікання частини елемента внутрішні силові фактори визначають з рівнянь рівноваги цієї частини. Далі через них знаходять напруження в перерізі. Наприклад, при центральному розтягу або стиску основним внутрішнім фактором є $N$.
Фізичний зміст
Внутрішній силовий фактор характеризує сумарну дію напружень по всьому перерізу. Самі напруження описують, як ця внутрішня взаємодія розподілена по точках перерізу.