דלג לתוכן
In English
The state where the sum of forces and moments on a body is zero; the basis of statics.
הסבר
סטטיקה היא הענף שמשתמש בשיווי משקל כדי לחשב כוחות תגובה בתמיכות, בברגים ובמפרקים. זה הצעד הראשון בכל חישוב חוזק.
מה זה אומר בפועל
כדי לבדוק את הברגים שמחזיקים זרוע עם מנוע בקצה, משרטטים דיאגרמת גוף חופשי: הזרוע, המשקל שלה, משקל המנוע וכוחות התגובה בנקודות החיבור. במישור כותבים שלוש משוואות: סכום כוחות אופקי, סכום כוחות אנכי וסכום מומנטים סביב נקודה נוחה. מהן מקבלים את כוח המשיכה בבורג העליון ואת כוח הגזירה, ורק אז בוחרים מידת בורג.
למה זה חשוב
- נותן את הכוחות האמיתיים שעליהם מבוססת בחירת ברגים, מסבים, פרופילים ותמיכות.
- בדיקה מהירה שמונעת טעויות גסות לפני ניתוח מורכב.
- מראה איך שינוי גיאומטרי, כמו הרחקת נקודת תמיכה, משנה את הכוחות.
- גם ניתוח FEM נשען על אותם תנאי שיווי משקל, וחישוב ידני משמש לבדיקת התוצאות שלו.
בעיות נפוצות ופתרונות
- כוח או מומנט שנשכח בדיאגרמה, למשל משקל עצמי → מסמנים כל מגע וכל עומס לפני כתיבת המשוואות.
- יותר תמיכות ממספר המשוואות (מערכת לא מסוימת סטטית) → נדרש חישוב לפי קשיחות או FEM, ולא מניחים חלוקה שווה.
- התעלמות מכוחות דינמיים בתאוצה → מוסיפים כוחות אינרציה (m·a) כעומס שקול.
- בחירת נקודת מומנט לא נוחה מסבכת את החישוב → לוקחים מומנטים סביב נקודה שבה פועלים כמה כוחות לא ידועים.
איפה משתמשים
- חישוב כוחות על ברגים ופינים
- בחירת מסבים ותמיכות
- תכנון מסגרות ומבנים
- חישוב כוחות במנגנונים ובמנופים
- חישובי הרמה ועגורנים
נוסחאות ונתונים הנדסיים
שיווי משקל במישור
ΣFx = 0 , ΣFy = 0 , ΣM = 0במרחב
ΣFx,y,z = 0 , ΣMx,y,z = 0| F | כוחות, כולל תגובות בתמיכות | N |
| M | מומנטים סביב נקודה כלשהי | N·m |
דוגמה: קורה על שתי סמיכות באורך 1000 mm עם כוח של 600 N במרחק 300 mm מ־A. סכום מומנטים סביב A: RB = 600 · 300 / 1000 = 180 N, וסכום כוחות: RA = 600 − 180 = 420 N.
נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.
