L' objet de l'étude de la statique est de déterminer la force et le moment qui agissent sur un corps, dont les résultats sont nuls, afin d'établir ses conditions d'équilibre.
Les forces et les moments agissent sur un corps qui provoquent des mouvements de translation et de rotation. Ainsi, la force résultante provoque la translation et le moment, le mouvement de rotation.
Par conséquent, pour qu'un corps soit en équilibre, il est nécessaire que les deux principes soient remplis simultanément, c'est-à-dire que la force et les mouvements qui en résultent soient nuls.
L'étude de la statique a ses applications pratiques en génie civil et en architecture.
Qu'est-ce que la statique?
Le mot statique vient du grec «statikos», qui signifie «stationnaire» et «statos» qui signifie «se tenir en équilibre».
Il est défini comme une branche de la mécanique physique qui se consacre à l'étude des lois de l'équilibre.
On l'appelle aussi "l'étude des corps sur lesquels agissent des forces et des moments dont les résultantes sont nulles"; afin que ces corps puissent rester au repos ou en mouvement non accéléré.
La statique est chargée d'analyser les charges (force, couple ou moment) et étudie l'équilibre des forces dans un système physique en équilibre statique. En d'autres termes, dans un état où les positions relatives des sous-systèmes ne varient pas avec le temps.
La première loi de Newton stipule que la force nette et le couple net (appelé moment de force) de chaque corps du système sont égaux à zéro. Des quantités telles que la hauteur ou la pression peuvent être dérivées de cette équation.
Il existe deux conditions d'équilibre. La première est exprimée dans le réseau de forces égal à zéro et la seconde condition d'équilibre, dans le couple net égal à zéro.
En analyse d'équilibre, la statique offre une solution aux problèmes hyperstatiques dans lesquels il n'est pas possible de déterminer les forces internes de ses éléments, car le nombre d'inconnues dépasse le nombre d'équations que propose la statique. Cela se fait grâce à l'utilisation de la mécanique des solides rigides.
Pour analyser ces problèmes, il est nécessaire d'indiquer les conditions d'équilibre de base, où:
Le résultat de la somme des forces est nul et le résultat de la somme des moments autour d'un point est également nul.
Importance et applications
L'étude de la statique est essentielle pour le levage de structures fixes telles que bâtiments, maisons, ponts et tout autre élément de l'industrie de la construction, pour garantir la sécurité de ces structures et leur pérennité dans le temps.
Les ingénieurs en structure et civils ou les architectes ont nécessairement besoin de connaître en profondeur ce sujet, pour éviter les accidents lors de la construction d'une structure.
La statique étudie non seulement l'équilibre d'une structure, mais de chacune de ses parties, ainsi que la quantité nécessaire de matériau de construction, par exemple, requise par le pilier d'un pont ou d'un bâtiment.
L'un des principaux objectifs de la statique est l'obtention d'efforts de cisaillement, d'effort normal, d'effort de torsion et de moment de flexion dans toute une pièce, dans n'importe quelle structure.
Une fois les charges, tensions, etc. établies, le professionnel de l'ingénierie ou de l'architecture peut alors décider du type de matériau à utiliser et en quelle quantité, pour des raisons élémentaires de coûts mais aussi de sécurité. Cela se fait grâce à une analyse des matériaux.
Un autre domaine d'étude de la statique non mécanique est celui de l'électricité statique et électrostatique.
Références
- Beer, FP et Johnston Jr, ER Statics and Mechanics of Materials. McGraw-Hill, Inc. 1992. Récupéré de mheducation.com
- Objet d'étude de la statique. Consulté sur fisica2judarasa.jimdo.com
- Yrene Mamani. Contraintes et déformations dans les systèmes hyperstatiques. Consulté par academia.edu
- Statique (mécanique). Consulté sur es.wikipedia.org
- Charges statiques et dynamiques. Consulté sur arkiplus.com
- Dictionnaire d'architecture et de construction. Consulté sur parro.com.ar
- Définition de statique. Consulté sur conceptdefinition.de