statiikkaa

Statiikka on mekaniikan osa, joka tutkii kappaleiden ja rakenteiden tilaa, joissa ei tapahdu muutosnopeutta tai kiihtyvyyttä. Käytännössä se analysoi järjestelmiä, joihin vaikuttavat ulkoiset voimat siten, että kokonaisvoimat ja kokonaismomentit ovat nollia.

Perusperiaatteet: vapaan kappaleen kuvauksessa lasketaan voimat ja momentit. Kokonaisvoimien summa on nolla (ΣF = 0) ja kokonaismomenttien summa jostakin kiinnityspisteestä on nolla (ΣM = 0). Näitä ehtoja sovelletaan sekä paikoillaan oleviin että tasaisesti liikkuviin rakenteisiin.

Menetelmät: käytetään vapaan kappaleen diagrammeja ja lineaaristen yhtälöiden ratkaisuja, joiden avulla tuntemattomat voimat ja momentit saadaan selville. Staattisesti määräytyvät rakenteet ovat niitä, joissa kaikki tuntemattomat voidaan ratkaista pelkällä ΣF = 0 ja ΣM = 0 -ehdoilla.

Sovellukset: keskeisiä ovat rakennesuunnittelu ja mitoittaminen, kuten palkkien, pilarien ja liitosten analysointi, sillat ja rakennukset sekä koneiden perusvakauden varmistaminen.

Historia: statiikka kehittyi antiikin aikana arkimedeen ja Newtonin lakien myötä; se on mekaniikan perusteita ja dynamiikan rinnalla oleellinen osa.

Rajat: statiikka olettaa, ettei kappale muutu nopeudessaan; jos voimat aiheuttavat kiihtyvyyden, dynamiikkaa on sovellettava.