Начнем со следующего определения. Связь – наперeд заданное ограничение на движение тел. Обычно связи возникают при контакте абсолютно твердых тел и обусловлены способом их соединения.
Примеры связей Вам уже знакомы из практических занятий. Так, на груз, лежащий на гладкой поверхности стола, наложена связь: плоскость стола не дает грузу перемещаться вниз. На рычаг наложена связь (вращательный шарнир), не позволяющая одной из точек рычага (той, в которой этот шарнир установлен) перемещаться в пространстве.
Из этих примеров видно, что фактически наличие ограничений на движение тел связано с механическими воздействиями, которые данные тела испытывают со стороны других тел. Понятие связи используют в тех случаях, когда эффект таких воздействий может быть описан чисто кинематическим способом (в виде наперeд заданных ограничений на положения или скорости некоторых точек тела). Мерой механического взаимодействия тел является сила. В случае, когда речь идет о связях, используют такую терминологию. Реакции связей – силы, действующие на тела со стороны связей.
Поскольку связи характеризуют эффект некоторых механических воздействий между материальными телами, то реакции связей относятся к числу ньютоновых сил, представляя собой их частный случай. В действительности ньютоновы силы можно разделить на два класса. Смысл последнего термина определeн сейчас вполне однозначно. Именно: Активные силы – ньютоновы силы, не являющиеся реакциями связей.
Это могут быть силы тяжести, силы сопротивления среды и так далее. В конкретных задачах они обычно бывают заданы; реакции же связей никогда заранее не известны, и их можно найти, только решая соответствующие задачи статики (или динамики, если тела движутся). Итак, сейчас речь пойдет о материальных телах (или системах тел), на которые, возможно, наложены некоторые связи.