استاتیک، Estatics

استاتیک یا ایستایی‌، شاخه‌ای از مکانیک و علوم مهندسی است که به بحث و مطالعه دربارهٔ یک سیستم یا سامانه فیزیکی در حال تعادل و ایستایی استاتیکی می‌پردازد.

تعادل و ایستایی استاتیکی حالتی است که در آن اجسام یا سازه‌های تحت تأثیر نیروهای خارجی- تغیر مکان نسبی نداده و در حالت ایستایی و سکون باقی بمانند.

در حالت تعادل ایستا که در علوم مهندسی به «تعادل استاتیکی» موسوم است، سیستم مورد نظر یا در حال سکون است یا می‌توان از نظر علمی (بخصوص با توجه به سکون نسبی نسبیت انیشتین) مرکز ثقل (گرانیگاه) آنرا در یکی از دستگاه‌های سکون نسبی که با سرعت ثابت حرکت می‌کنند و لذا شتاب در آن صفر است، ساکن دانسته و تعریف نمود.

با استفاده از قانون دوم نیوتون به این نتیجه می‌رسیم که در یک سیستم نیرویی (یک جسم یا مجموعه‌ای از اجزای یک سازه که می‌تواند ساختمانی یا مکانیکی و ماشینی یا توربین‌های الکتریکال باشد یعنی مفهوم کلی و بار مهندسی واژهٔ «سازه» یا structure) زمانی می‌توان آن را در حال تعادل و ایستایی، دانست که جمع جبری گشتاورها یا لنگرها (moment) و کلیهٔ نیروهای وارده بر مراکز ثقل (گرانیگاه): جرم-سختی-اینرسی صفر شوند (اصل جمع یا اجماع نیروها در استاتیک مهندسی سازه)؛ و یا بر اساس مکانیک نیوتونی می‌توان این تعریف را نیز ارائه داد:

در ازای هر نیرویی که بر یک جزء یا مؤلفه از سیستم استاتیکی سازه وارد می‌شود، نیرویی (عکس العمل یا "واکنشی") به همان اندازه ولی در جهت مخالف به آن جزء اعمال می‌گردد. این که نیروی خالص وارد بر سیستم سازه برابر با صفر باشد، به عنوان «شرط نخست» و این که لنگر یا گشتاور خالص وارد بر سامانه برابر با صفر باشد، شرط دوم تعادل به شمار می‌روند.

ایستایی‌شناسی از جملهٔ مباحثی است که در تجزیه و تحلیل سازه‌ها، مثلاً در مهندسی سازه، و نیز به هنگام مطالعات سیالات در حالت سکون مثل پایداری سدهای تحت فشارهای عظیم هیدرو استاتیکی (نیروها و لنگرهای وارده از حجم بالای آب مخزن دریا چه پشت سد) کاربرد بسیار دارد. علوم مقاومت مصالح و مکانیک مواد و جامدات شاخه‌ای مرتبط با علم مکانیک مهندسی هستند که دانشجویان رشته‌های مهندسی قبل از انتخاب ومطالعهٔ آنها باید استاتیک و ایستایی را بعنوان درس پیش فرض وپایه‌ای با موفقیت گذرانده باشند. استاتیک ومقاومت مصالح در رشته‌های مهندسی مکانیک، عمران ، برق و صنایع واحدهای اصلی دروس ترمی محسوب می‌شوند. بنابراین بطور خلاصه دانشجویان رشته‌های مهندسی برق، مکانیک، عمران وصنعت و معدن قبل از ورود به ترم‌های دروس اختصاصی خود مکلف به گذرانیدن موفقیت آمیز این درس‌ها می‌باشند: ابتدا :واحدهای درسی استاتیک وایستایی و سپس مقاوت مصالح مواد ومصالح واجسام هستند.

مطالب مورد بررسی در درس استاتیک عبارتند از: