В сопротивлении материалов различают внешние и внутренние силы.

Внешние силы – это силы взаимодействия между отдельными телами.

Внутренние силы – это силы взаимодействия между частями одного и того же тела.

Внутренние силы передаются через межатомарные или межмолекулярные связи, которые всегда присутствуют в твердых телах.

Разрушение тел происходит за счет внутренних сил. Поэтому одной из главных задач сопротивления материалов является определение внутренних сил в конструкциях.

Для определения внутренних сил используется метод сечений. Суть метода сечений состоит в следующем.

1. Тело мысленно разделяется на две части в том месте, где требуется определить внутренние силы.

2. Одна часть вместе с приложенными к ней внешними силами, отбрасывается, а к оставшейся части, кроме приложенных к ней внешних сил, прикладываются внутренние силы, то есть силы действия отброшенной части на оставшуюся.

3. Считается, что оставшаяся часть вместе с приложенными к ней внутренними и внешними силами находится в состоянии равновесия. Используя уравнения равновесия, определяют внутренние силы.

4. По законам теоретической механики система внешних сил, приложенных к рассматриваемой части, приводится к главному вектору сил P и главному вектору момента M. Так как рассмотренная часть находится в состоянии равновесия, то главные вектора P и M внешних сил должны быть равны главным векторам силы и момента внутренних сил.

5. Главные вектора внутренних сил можно разложить на составляющие

   �→→�,��,��;�→→��,��,�.P→N,Qx​,Qy​;M→Mx​,My​,T.

6. Для определения составляющих внутренних сил используются уравнения равновесия рассматриваемой части стержня.

   • ∑�=0∑​X=0, определяется составляющая��Qx​;

   • ∑�=0∑​Y=0, определяется составляющая ��Qy​;

   • ∑�=0∑​Z=0, определяется составляющая N;

   • ∑��=0∑​Mx​=0, определяется составляющая ��Mx​;

   • ∑��=0∑​My​=0, определяется составляющая ��My​;

   • ∑��=0∑​Mz​=0, определяется составляющая T;

Отметим, что каждое уравнение содержит только одну составляющую внутренних сил, поэтому для их определения даже не приходиться решать систему уравнений.

Определения

Продольная сила (N, кН) — это внутренняя сила численно равная сумме проекций всех внешних сил, приложенных по одну сторону от сечения, на продольную ось стержня.

Поперечная сила (��Qx​ или, ��Qy​кН) — это внутренняя сила, численно равная сумме проекций всех внешних сил, приложенных по одну сторону от сечения, на соответствующую поперечную ось X или Y.

Крутящий момент (T, кНм) — это внутренняя сила, численно равная сумме моментов всех внешних сил, приложенных по одну сторону от сечения, относительно продольной оси стержня.

Изгибающий момент (��Mx​ или ��My​ кНм) — это внутренняя сила, численно равная сумме моментов всех внешних сил, приложенных по одну сторону от сечения, относительно соответствующей поперечной оси X или Y, проходящей через центр тяжести этого сечения.