Аксиомы статики. Закон инерции (первая аксиома)

Статика основана на некоторых положениях (аксио­мах), вытекающих из опыта и принимаемых без доказа­тельств. Общие положения механики были систематизированы Ньютоном в классическом труде «Математические начала натуральной философии» (1687 г.). Эти общие положения механики служат основой статики и приво­дятся ниже как аксиомы.

Аксиомы статики устанавливают основные свойства сил, приложенных к абсолютно твердому телу.

Выводы и уравнения статики, исходящие из этих аксиом, полностью справедливы только для абсолютно твердых тел. Однако таких абсо­лютно твердых тел в природе не существует. При дальней­шем изучении механики положения статики будут при­меняться (с некоторыми ограничениями) к упругим телам, деформирую­щимся под действием приложенных сил.

Остановимся на первой аксиоме, которая под назва­нием закона инерции была впервые сформулирована Галилеем.

Система сил, приложенная к материальной точке, является уравновешенной, если под ее воздействием точка находится в состоянии относительного покоя или движется равномерно и прямолинейно.

Прямолинейным движением называется движение по прямой линии; оно является равномерным, если точка в равные промежутки времени проходит равные пути.

Рассматривая первую аксиому, нетрудно установить, что уравновешенная система сил эквивалентна нулю. Очевидно также, что любая сила уравновешенной системы является уравновешивающей по отношению ко всем остальным силам системы.

Следует отметить, что тело, в отличие от точки, под действием уравновешенной системы не обязательно будет находиться в покое или двигаться равномерно и прямо­линейно. Возможен случай, когда уравновешенная си­стема сил вызовет равномерное вращение тела вокруг некоторой закрепленной оси.

Итак, если на тело действует уравновешенная система сил, то тело либо находится в состоянии относительного покоя, либо движется равномерно и прямолинейно, либо, наконец, вращается вокруг неподвижной оси.

Можно также утверждать, что одно из трех указанных механических состоянии тела является необходимым и достаточным признаком того, что система сил, действую­щих на это тело, находится в равновесии.