Lý thuyết và bài tập cơ kỹ thuật

pdf

228

4.2 (
5 lượt)

22848 MB

Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu

Đang xem trước 10 trên tổng 228 trang, để tải xuống xem không thiếu hãy nhấn vào bên trên

Chủ đề tương quan

Tài liệu tương tự

Nội dung

Bài tập Cơ kỹ thuật

Bộ môn Cơ học-Khoa Xây dựng & Cơ học ứng dụng-ĐHSPKT. TPHCM

BÀI TẬP CƠ KỸ THUẬT
Trang Tấn Triển

Những hình vẽ trong sách này được sưu tập từ các tài liệu:

1.
J. L. Meriam – L. G. Kraige, 2012. Engineering Mechanics Statics. Seventh Edition.
2.
J. L. Meriam – L. G. Kraige, 2012. Engineering Mechanics Dynamics. Seventh Edition.
3.
R. C. Hibbeler, 2012. Engineering Mechanics Statics. Twelfth Edition.
4.
R. C. Hibbeler, 2012. Engineering Mechanics Dynamics. Twelfth Edition.
5.
A. Bedford, W. Fowler, 2012. Engineering Mechanics Statics. Fifth Edition.
6.
A. Bedford, W. Fowler, 2012. Engineering Mechanics Dynamics. Fifth Edition.
7.
Andrew Pytel, Jaan Kiusalaas, 2012. Engineering Mechanics Dynamics. Third Edition.
8.
Beer, Johnston, Mazurek, Cornwell, Eisenberg. Vector Mechanics For Engineers Satics
and Dynamics. Ninth Edition.

Trang Tấn Triển – 08/2014

Trang 1

Bài tập Cơ kỹ thuật

Bộ môn Cơ học-Khoa Xây dựng & Cơ học ứng dụng-ĐHSPKT. TPHCM

TĨNH HỌC VẬT RẮN

Phần I:

Tĩnh học khảo sát trạng thái cân bằng của vật rắn tuyệt đối dưới tác dụng của các lực.
1. Lực: là đại lượng đặc trưng cho tác dụng tương hỗ cơ học giữa các

( )

vật thể mà kết quả của nó là làm cho vật bị biến dạng hoặc làm thay
đổi trạng thái chuyển động của vật.
3.1. Đặc trưng của lực:
 Điểm đặt: tại A
 Phương: đường thẳng (  ), chiều từ A đến B.

 Độ lớn: F  60 N
z
3.2. Phân loại lực:
 Lực tập trung:
   
 Kí hiệu: F, Q, P, N ,…

B

A

Fz

 Đơn vị: N, kN,…
 Biểu diễn lực tập trung:




F  Fx i  Fy j  Fz k


F



 Fx 
Viết dưới dạng ma trận: F   Fy 
 Fz 



O

 F  F 2  F 2  F 2
x
y
z

cos  Fx / F ; cos   Fy / F ; cos  Fz / F

 Lực phân bố:


F

Fy
y



Fx

x



 Phân bố đường: q, có thứ nguyên [Lực]/[chiều dài]



 Lực phân bố mặt: p, có thứ nguyên [Lực]/[chiều dài]2
 Lực phân bố khối: , có thứ nguyên [Lực]/[chiều dài]3

2. Các khái niệm:


  

 Hệ lực:  Fi , i  1  n hoặc  F1, F2, F3 ,…Fn 
 

 

 Hệ lực tương đương:  F1, F2 ,…Fn    P1, P2 ,…Pn 
 

 Hệ lực cân bằng:  F1, F2 ,…Fn   0

 

 Hợp lực: R   F1, F2 ,…Fn 

3. Tiên đề tĩnh học:



4.1. Tiên đề 1: Nếu F1  F2

Trang Tấn Triển – 08/2014

 
 F1, F2  0




F2

F1



Trang 2

Bài tập Cơ kỹ thuật

Bộ môn Cơ học-Khoa Xây dựng & Cơ học ứng dụng-ĐHSPKT. TPHCM

4.2. Tiên đề 2:
 
 

 
  
Nếu  F1, F2   0   P1, P2 ,…Pn    P1, P2 ,…Pn, F1, F2 
4.3. Tiên đề 3:

F1
O




F2


F1


F


F


F2


F12

  
 F  F1  F2
  
 


Hệ quả: Nếu F, F1, F2  0 thì F, F1 và F2 đồng qui tại một điểm.
2
2
 F  F1  F2  2 F1 F2 cos
4.4. Tiên đề 4: Lực tác dụng và phản tác dụng giữa hai vật thể là hai lực có cùng đường tác dụng,
ngược chiều và cùng độ lớn.
4.5. Tiên đề 5: Vật thể biến dạng cân bằng dưới tác dụng của một hệ lực thì khi hóa rắn vật đó vẫn
cân bằng.





4. Liên kết và phản lực liên kết:
5.1. Vật tự do: là vật thực hiện được mọi chuyển động trong không gian.
5.2. Vật chịu liên kết: là vật có một hoặc một số phương chuyển động bị hạn chế.
5.3. Liên kết: là các đều kiện ràng buộc hay cản trở chuyển động của vật.
5.4. Phản lực liên kết: tác dụng cản trở di chuyển của vật tương ứng với một lực, lực đó được gọi là
phản lực liên kết.
5.5. Liên kết và các loại phản lực liên kết tương ứng
 Liên kết tựa: Phản lực vuông góc với mặt tựa

Trang Tấn Triển – 08/2014

Trang 3

Bài tập Cơ kỹ thuật

Bộ môn Cơ học-Khoa Xây dựng & Cơ học ứng dụng-ĐHSPKT. TPHCM

 Liên kết dây mềm: Lực căng dây hướng dọc theo dây

 Liên kết bản lề (khớp xoay): Phản lực liên kết nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục bản lề và
có phương đi qua tâm quay.

Trang Tấn Triển – 08/2014

Trang 4

Bài tập Cơ kỹ thuật

Bộ môn Cơ học-Khoa Xây dựng & Cơ học ứng dụng-ĐHSPKT. TPHCM

 Liên kết gối di động:

 Liên kết gối cố định: Phản lực liên kết nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục bản lề và có
phương đi qua tâm quay.

Trang Tấn Triển – 08/2014

Trang 5

Bài tập Cơ kỹ thuật

Bộ môn Cơ học-Khoa Xây dựng & Cơ học ứng dụng-ĐHSPKT. TPHCM

 Liên kết ổ trục và ổ chặn: Phản lực liên kết cắt trục của bản lề.

 Liên kết gối cầu: Phản lực liên kết đi qua tâm quay.

Trang Tấn Triển – 08/2014

Trang 6

Bài tập Cơ kỹ thuật

Bộ môn Cơ học-Khoa Xây dựng & Cơ học ứng dụng-ĐHSPKT. TPHCM

 Liên kết ngàm:

 Liên kết thanh cứng: (thanh không khối lượng)
Điều kiện để được xem là liên kết thanh cứng:
 Hai đầu là liên kết khớp xoay
 Không có lực tác dụng vào thanh

Nếu là thanh thẳng: ứng lực dọc trục thanh

Nếu là thanh cong: ứng lực đi qua điểm đầu và điểm cuối của thanh

Trang Tấn Triển – 08/2014

Trang 7

Bài tập Cơ kỹ thuật

Bộ môn Cơ học-Khoa Xây dựng & Cơ học ứng dụng-ĐHSPKT. TPHCM

5.6. Tiên đề giải phóng liên kết: Vật rắn chịu liên kết cân bằng được xem là vật rắn tự do cân bằng
nếu ta thay các liên kết bằng các phản lực liên kết tương ứng.

5. Mômen của lực:
1.4.1. Mômen của lực đối với một điểm: là đại lượng đặc trưng cho khả năng làm quay vật quanh
điểm đó và được xác định:

F 
 xB 
  x
  
 Lực: F   Fy  và véctơ vị trí: rB   yB 
 Fz 
 z B 

 Mômen của lực F đối với điểm O:

Trang Tấn Triển – 08/2014

Trang 8

Bài tập Cơ kỹ thuật

Bộ môn Cơ học-Khoa Xây dựng & Cơ học ứng dụng-ĐHSPKT. TPHCM


i
 
  
mO ( F )  rB  F   xB
F
 x


j
yB
Fy


k




z B   ( yB Fz  z B Fy )i  ( z B Fx  xB Fz ) j  ( xB Fy  yB Fx )k
Fz 

 
* Trong mặt phẳng: mA ( F )   d .F

+ Lấy dấu “+” khi lực có xu hướng làm cho vật quay quanh điểm lấy mômen ngược chiều kim đồng
hồ.

+ Mômen của lực F đối với điểm O bằng không khi phương của lực đi qua điểm lấy mômen.

1.4.2. Mômen của lực đối với một trục: là đại lượng đặc trưng cho khả năng làm quay vật quanh trục
đó và được xác định:

i
 
  
mO ( F )  rB  F   xB
F
 x




j
yB
Fy


k




z B   ( yB Fz  z B Fy )i  ( z B Fx  xB Fz ) j  ( xB Fy  yB Fx )k
Fz 


 mx ( F )  yB Fz  z B Fy


 my ( F )  z B Fx  xB Fz


 mz ( F )  xB Fy  yB Fx

 Mômen của lực đối với một trục là hình chiếu lên trục đó của véctơ mômen của lực đối với một
điểm bất kì nằm trên trục lên trục.
 Mô men của lực đối với một trục bằng không khi phương của lực cắt hoặc song song với trục.

Trang Tấn Triển – 08/2014

Trang 9

Bài tập Cơ kỹ thuật

Bộ môn Cơ học-Khoa Xây dựng & Cơ học ứng dụng-ĐHSPKT. TPHCM

6. Ngẫu lực:

 Ngẫu lực là một hệ gồm hai lực có phương song song, ngược chiều và cùng độ lớn.
 Đặc trưng của ngẫu lực:
 Mặt phẳng tác dụng: là mặt phẳng chứa hai lực.
 Chiều quay của ngẫu lực: là chiều có xu hướng làm quay vật.

 Độ lớn ngẫu lực: M   d .F1   d .F2

 Tính chất của ngẫu lực:
 Có thể di chuyển ngẫu lực đến một vị trí bất kì trong mặt phẳng tác dụng của nó, mà không
làm thay đổi tác dụng của ngẫu lực lên vật.
 Có thể thay đổi trị số của lực thuộc ngẫu lực và chiều dài cánh tay đòn sao cho véctơ mômen
của nó không thay đổi, thì tác dụng của ngẫu lực lên vật không thay đổi.
 Có thể dời ngẫu lực đến một mặt phẳng khác thuộc vật và song song với mặt phẳng tác dụng
của nó, mà không làm thay đổi tác dụng của ngẫu lực lên vật.
 Chiếu ngẫu lực lên bất kì trục tọa độ nào cũng thu được hợp lực bằng không.

7. Nguyên lý dời lực:
 Trượt lực: tác dụng của lực lên vật rắn tuyệt đối không đổi nếu ta trượt lực dọc theo đường tác
dụng của nó.
Trang Tấn Triển – 08/2014

Trang 10

Source: https://dvn.com.vn
Category: Cảm Nang