Bài giảng Cơ học lý thuyết - Phần I: Tĩnh học - Bài 1: Các khái niệm cơ bản

Nội dung text: Bài giảng Cơ học lý thuyết - Phần I: Tĩnh học - Bài 1: Các khái niệm cơ bản

1. Cơ học lý thuyết 1. Tài liệu học tập học phần Cơ Học Lý Thuyết. HUTECH 2. Cơ học tập 1, tập 2, Đỗ Sanh. 3. Engineering Mechanics Statics, Dynamics. Hibbeler, 2016.
2. Cơ học lý thuyết Phần 1 Phần 2 Phần 3 TĨNH HỌC ĐỘNG HỌC ĐỘNG LỰC HỌC Môn học nghiên cứu các quy luật tổng quát của chuyển động, cân bằng của vật rắn và sự tương tác của chúng với nhau.
3. Tĩnh học Phần 1 TĨNH HỌC LỰC MOMENT Cân bằng Xác định lực căng dây Nghiên cứu sự tương tác giữa các vật trong kết cấu chịu lực đang cân bằng
4. Động học Xác định tất cả các đại lượng động học (vị trí, vận tốc, gia tốc) Phần 2 đặc trưng cho chuyển động của ĐỘNG HỌC vật mà không quan tâm đến nguyên nhân gây ra chuyển động. Vận tốc Gia tốc Dữ kiện Kết quả Quan hệ Vị trí, vận tốc, Vị trí, vận tốc, gia tốc vật 1 gia tốc vật 2 động học
5. Động lực học Phần 3 ĐỘNG LỰC HỌC Vận tốc trái banh khi tác dụng lực Lực Vận tốc Moment Gia tốc Khảo sát các quy luật chuyển động của vật thể dưới tác dụng của lực. Dữ kiện Kết quả Lực Phương trình tổng quát Vận tốc, gia tốc Moment động lực học Phản lực liên kết
6. Phần I: Tĩnh học Hai vấn đề chính cần giải quyết: • Thu gọn hệ lực • Điều kiện cân bằng của hệ lực BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN BÀI 2: HỆ LỰC PHẲNG BÀI 3: HỆ LỰC KHÔNG GIAN
7. 1.1 Lực Lực Đại lượng đặc trưng cho tác dụng cơ học của vật thể này lên vật thể khác
8. 1.1 Lực Lực Đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng cơ học của vật thể này lên vật thể khác Đặc trưng của lực: - Điểm đặt - Phương, chiều - Độ lớn
9. 1.1 Lực Biểu diễn lực trong hệ tọa độ Oxy y 퐹Ԧ = {퐹 , 퐹 } 퐹 = 600 cos 40 = 459,627 퐹 x 400 O 퐹 = −600 sin 40 = −385,673 퐹 퐹 = 600
10. 1.1 Lực Biểu diễn lực trong hệ tọa độ Oxy y 퐹Ԧ = {퐹 , 퐹 } 퐹 = 400 퐹 x 퐹 = −400 cos 30 = −200 3 O 300 퐹 = 400 sin 30 = 200 (3, −1) 퐹
11. 1.1 Lực Biểu diễn lực trong hệ tọa độ Oxyz 퐹Ԧ = {퐹 , 퐹 , 퐹 } 퐹 = 퐹 표푠(휙) 퐹 = 퐹 표푠(휙) 표푠(휃) 퐹 = 퐹 표푠 휙 푠푖푛(휃) 퐹 = 퐹푠푖푛 휙
12. 1.1 Lực Biểu diễn lực trong hệ tọa độ Oxyz 퐹Ԧ = {퐹 , 퐹 , 퐹 } 50 푡 푛 휃 = ⇒ 휃 = 51,340 40 110 푡 푛 휙 = ⇒ 휙 = 59,770 10 41 퐹 = 퐹 표푠 휙 표푠 휃 = 18,87 퐹 = −퐹 표푠 휙 푠푖푛 휃 = −23,58 퐹 = 퐹푠푖푛 휙 = 51,84
13. 1.1 Lực Phân loại •Lực tập trung 퐹 •Lực phân bố 푞 •Độ lớn bằng diện tích lực phân bố •Điểm đặt tại vị trí trọng tâm của lực phân bố
14. 1.1 Lực Các trường hợp lực phân bố đặc biệt •Phân bố đều Lực phân bố đều q trên chiều dài L •Phân bố tam giác Lực phân bố đều q trên chiều dài L
15. 1.1 Lực C Độ lớn: Q = 2*0.4 = 0.8 kN Cùng phương và chiều với q Điểm đặt tại trung điểm AC
16. 1.2 Moment Moment Đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng cơ học làm vật thể quay quanh một điểm hoặc một trục
17. 1.2 Moment Moment của lực đối với một điểm = Ԧ × 퐹Ԧ = 퐹푠푖푛휃 Ԧ 휃 = 퐹 휃
18. 1.2 Moment Moment của lực đối với một điểm
19. 1.2 Moment Moment của lực đối với một trục Phân tích lực F 퐹Ԧ = 퐹⊥ + 퐹∥ Phương chiều và độ lớn ∆ = = ± . 퐹⊥
20. 1.2 Moment
21. 1.2 Moment = −100.2 = −200 . = −50.0.75 = −37.5 .
22. 1.2 Moment = 7. (4 − 1) = 21 . 0 = −40. 4 + 2 cos 30 = 229푙 . ft
23. 1.3 Ngẫu lực Ngẫu lực Là hai lực song song, ngược chiều và có cùng độ lớn 퐹1 = − 퐹2 퐹1 + 퐹2 = 0 = × 퐹1 + × 퐹2 Ԧ = × 퐹1 + × −퐹1 = − × 퐹1 = × 퐹1 O = 퐹1
24. 1.3 Ngẫu lực Ngẫu lực Là hai lực song song, ngược chiều và có cùng độ lớn • Tổng của hai vectơ lực luôn bằng 0. • Moment của ngẫu lực đối với mọi điểm đều bằng nhau.
25. 1.3 Ngẫu lực Ký hiệu ngẫu lực
26. 1.3 Ngẫu lực
27. 1.4 Hệ tiên đề tĩnh học
28. 1.4 Hệ tiên đề tĩnh học
29. 1.4 Hệ tiên đề tĩnh học m m
30. 1.5 Thu gọn hệ lực Hệ lực Là tập hợp tất cả các lực cùng tác dụng lên một vật rắn
31. 1.5 Thu gọn hệ lực Hệ lực tương đương Hai hệ lực gọi là tương đương nếu vật rắn bị chúng tác động có cùng một trạng thái
32. 1.5 Thu gọn hệ lực
33. 1.5 Thu gọn hệ lực
34. 1.5 Thu gọn hệ lực
35. 1.5 Thu gọn hệ lực Thu gọn hệ lực - Chọn điểm cần di chuyển hệ lực - Di chuyển hệ lực về điểm đã chọn - Thu gọn hệ lực
36. 1.5 Thu gọn hệ lực Thu gọn hệ lực - Chọn điểm cần di chuyển hệ lực - Di chuyển hệ lực về điểm đã chọn - Thu gọn hệ lực 푅 = 퐹1 + 퐹2 + 퐹3 Vector hợp lực = 1 + 2 + 3 Vector moment chính 퐹1; 퐹2; 퐹3 ⇔ {푅 , }
37. 1.5 Thu gọn hệ lực Thu gọn hệ lực - Mọi hệ lực phức tạp khi thu gọn về một điểm bất kỳ ta được một vectơ hợp lực và một ngẫu lực
38. Bài tập
39. Bài tập = −300 표푠30 ∗ 0.3푠푖푛45 +300푠푖푛30 ∗ 0.4 + 0.3 표푠45 = 86,308 .
40. Bài tập Thu gọn hệ lực 4 푅 = −500 ∗ 표푠30 + 250 ∗ − 300 5 = −525 3 푅 = 500 ∗ 푠푖푛30 − 250 ∗ 5 = 100 2 2 2 2 푅 = 푅 + 푅 = (−525) +100
41. Bài tập Thu gọn hệ lực = 500 표푠30 ∗ 2 − 500푠푖푛30 ∗ 0.2 4 3 −250 ∗ ∗ 3 − 250 ∗ 0.5 + 300 ∗ 1 5 5
42. Bài tập
43. Bài tập
44. Kiểm tra buổi 1 Q A B 1 푄 = 3.4 = 6 2 푄 có điểm đặt cách A một đoạn: 2 = ∗ 4 = 2,67 3 = −50.2 + 60.0 + 20.3. 푠푖푛30 −40(4 + 3 표푠30)