Bài Giảng Cơ Học Cơ Sở I Tĩnh Học (đại Học Thủy Lợi) - Tài ... - 123doc

Tải bản đầy đủ (.pdf) (137 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Giáo án - Bài giảng
>>
3. Cao đẳng - Đại học

Bài giảng cơ học cơ sở i tĩnh học (đại học thủy lợi)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.86 MB, 137 trang )

BÀI GIẢNG CƠ HỌC KỸ THUẬTCƠ HỌC CƠ SỞ I – TĨNH HỌCBiên soạn: PGS.TS Nguyễn Đình ChiềuBộ mơn: Cơ học lý thuyết – Khoa Cơ khí ĐH Thủy lợiHà nội 20081 CHƯƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM VÀ CÁC NGUYÊN LÝ TỔNG QUÁTViệc thiết kế tên lửa vàhệ giàn đỡ cần phải cónhững hiểu biết cơ bảnvề tĩnh học và động lựchọc, và đó cũng là mụcđích chính của Cơ họckỹ thuật.2 Mục tiêu• Giới thiệu các đại lượng cơ bản và các giả thiết cơ học.• Phát biểu các định luật Newton.• Luyện tập các nguyên tắc sử dụng hệ đơn vị quốc tế SI.• Hướng dẫn chung về giải các bài tập và tính tốn số.3 NỘI DUNG§ 1.1. Cơ học kỹ thuật1.1.1. Cơ học (Vị trí và đối tượng)• Cơ học ? ⇒ Cơ học vật rắn tuyệt đối, cơ học vật rắn biếndạng, cơ học chất lỏng.• Cơ học kỹ thuật ?• Cơ học vật rắn ?• Cơ học cơ sở I (Tĩnh học) ?4 1.1.2. Một số sự kiện• Galileo ( 1564 -1642)• 1638: “Luận giải và chứng minh toán học liên quan đến haikhoa học mới”.• Isacc Newton (1643- 1727)• 1687: “Những nguyên lý tốn học của triết học tự nhiên”.• Thế kỷ XVIII và đầu thế kỷ XIX.• 1788: Lagrange: “Cơ học giải tích”.5 §1.2. Các khái niệm cơ bản1.2.1. Bốn đại lượng cơ bản (khái niệm)•Chiều dài ?•Thời gian ?•Khối lượng ?•Lực ? Lực tập trung và lực phân bố ?6 1.2.2. Chất điểm và vật rắn tuyệt đối (vật rắn) ?• Mơ hình lý tưởng ?• Chất điểm ?• Vật rắn tuyệt đối (vật rắn) ?• Mở rộng: Cơ hệ và hệ vật rắn.7 § 1.3. Các định luật Newton ( Định luật cơ bản)1.3.1. Các định luật Newton về chuyển động của chất điểm• Định luật 1 (Hình 1.1a)• Định luật 2 (Hình 1.1b)Hình 1-1aHệ thức tốn học:F = maF = ma(1-1)Hình 1-1b8 • Định luật 3 (Hình 1.1c)Hình 1-1c9 1.3.2. Định luật vạn vật hấp dẫn• Định luật (Hình 1.2)Hệ thức toán học:m1m2FA = −FB = G 2 e0rm1m2F =G 2r(1-2)Hình 1-2Độ lớn của G lấy theo Cavendish (1731 – 1810)G = 66.73(10−12 ) m3 /(kg.s 2 )10 • Trọng lực ?Độ lớn trọng lực của chất điểm:mMMW=G; g =G⇒ W = mgrr2(1-3)2G được xác định ở “vị trí tiêu chuẩn” (Tại mực nước biển ở vĩđộ 450). Giá trị xấp xỉ:g = 9.81 m/s211 §1.4. Hệ đơn vị ( Bảng 1-1 và 1-2) ( Hệ đơn vị SI và FPS)1.4.1. Hệ đơn vị quốc tế SIBảng 1-1: Các hệ đơn vị đoHệ đơn vịChiều dài Thời gianKhối lượngLựcnewton (N)SIFPSmét (m)foot (ft)giây (s)kilôgram (kg)giây (s)⎛ lb.s 2 ⎞slug ⎜⎟ft⎝⎠12⎛ kg.m ⎞⎜ 2 ⎟⎝ s ⎠pound (lb) Bảng 1-2: Các hệ số chuyển đổiĐại lượngHệ đơn vị đo FPSLựcKhối lượngChiều dàiBằngHệ đơn vị đo SIlb4.4482 Nslug14.5938 kgft0.3048 mGia tốc 1 m/s21N = 1 kg.m/s2(1-4)13KL: 1 kgLực 1 N Gia tốc 1 ft/s21.4.2. Hệ đơn vị Mỹ FPS1 slug = 1 lb.s2/ft(1-5)KL: 1 slugLực 1 lbNếu phép đo ở ”vị trí tiêu chuẩn’’ thì g = 32.2 ft/s2.1.4.3. Các ví dụ áp dụngVí dụ 1-1. Đổi 2 km/h sang m/s. Tương ứng là bao nhiêu ft/s ?14 Bài giảiDo 1 km = 1000 m và 1 h = 3600 s, các hệ số chuyển đổi đượcthiết lập trong theo cùng bậc, do đó có thể áp dụng việc rút gọn cácđơn vị tính:2 km ⎛ 1000 m ⎞ ⎛ 1 h ⎞ 2000 m2km/h===0.556 m/s⎜⎟⎜⎟h ⎝ km ⎠ ⎝ 3600 s ⎠ 3600 sTừ bảng 1-2, 1ft = 0.3048 m. Do đó:0.556 m1 ft0.556 m/s==1.82 ft/ss0.3048 m15 Ví dụ 1-2. Đổi các đại lượng 300lb.s và 52 slug/ft3 sang cácđơn vị trong hệ SI thích hợp.Bài giảiSử dụng bảng 1-2, 1 lb = 4.448 2 N.⎛ 4.4482 N ⎞300 lb.s=300 lb.s ⎜⎟ =1334.5 N.s=1.33 kN.slb⎝⎠Hơn nữa, 1 slug = 14.593 8 kg và 1ft = 0.304 8 m.⎞52 slug ⎛ 14.5938 kg ⎞⎛1 ft52 slug/ft =⎟ft 3 ⎜⎝ 1 slug ⎟⎜0.3048m⎠⎝⎠3=26.8(103 ) kg/m3 =26.8 Mg/m3163 §1.5. Các bước phân tích giải bài tốn (Phân tích trao đổi cùngsinh viên về học Cơ học và giải bài tập cơ học).Những điều cần ghi nhớ• Tĩnh học nghiên cứu trạng thái đứng yên hay đang chuyểnđộng của vật thể với vận tốc khơng đổi.• Chất điểm là vật thể có khối lượng, nhưng có thể bỏ qua kíchthước.• Vật rắn tuyệt đối (vật rắn) là vật thể khơng bị biến dạng dướitác dụng của lực.• Lực tập trung là lực được giả thiết tác dụng lên vật thể tại mộtđiểm.17 • Nhớ ba định luật Newton về chuyển động của chất điểm vàđịnh luật vạn vật hấp dẫn Newton.• Khối lượng là thuộc tính nội tại của vật chất. Nó là đại lượngkhơng đổi khi vật chuyển từ vị trí này sang vị trí khác.• Trọng lực dung để chỉ lực vạn vật hấp dẫn của trái đất tácdụng lên một vật hoặc một đại lượng khối lượng. Cường độcủa nó phụ thuộc vào độ cao mà tại đó khối lượng tồn tại.• Trong hệ đơn vị quốc tế SI, đơn vị đo lực Newton (N) là mộtđơn vị dẫn xuất. Các đơn vị đo chiều dài mét (m), thời giangiây (s), khối luợng kilogram (kg) là những đơn vị cơ bản.18 CHƯƠNG 2. VÉCTƠ LỰC VÀ MƠMEN CỦA LỰCNhững tháp vơ tuyến đượcgiữ ổn định bởi các sợi cáp,chúng tác dụng các lực lêntháp qua những điểm nốivới tháp. Trong chương này,sẽ trình bày cách biểu diễncác lực đó bằng các véctơđề các.1 Mục đích của chương• Nhắc lại: Vơ hướng và véctơ. Các phép tính véctơ thườngdùng trong cơ học. Véctơ Đề các.• Trình bày cách đặt lực và phân tích lực khi sử dụng quy tắchình bình hành lực.• Biểu diễn lực và vị trí đặt lực trong tọa độ Đề các. Cách xácđịnh trị số và phương chiều lực.• Đưa ra khái niệm mômen của lực và chỉ rõ phương pháp tính.• Trình bày khái niệm ngẫu lực và xác định mơmen ngẫu lực.• Đưa ra phương pháp xác định hợp lực của hệ lực đồng quy vàhợp các lực của hệ lực không đồng quy.2 § 2.1. Véctơ lực2.1.1. Vơ hướng và véctơ• Vơ hướng ?• Véctơ ? (Hình 2-1)Hình 2-12.1.2. Một vài phép tính véctơa. Nhân và chia véctơ với một vơ hướng• Nhân a với A được aA có:Độ lớn: |aA| ; Cùng chiều với A nếu a dương.Ngược chiều với A nếu a âm.3 • Chia A cho a đưa về phép nhân:A=a⎛1 ⎞ Avới a ≠ 0⎜ ⎟⎝a ⎠b. Cộng và trừ véctơ.• Cộng véctơ (Hình 2-2):R=A+B• Trừ véctơ: Đưa về phép cộng: R′ = A – B = A + (–B)Hình 2-24 Hình 2-2•Phép phân tích một véctơ (Hình 2-3)Hình 2-35 * Các bước phân tích (Áp dụng quy tắc hình bình hành).Áp dụng phép cộng, trừ véctơ giải các bài tốn cần theo trình tự sau:• Áp dụng quy tắc hình bình hành: Vẽ sơ đồ chỉ ra véctơ tổnghoặc các véctơ thành phần. Chỉ rõ hai đại lượng chưa biết cầnxác định.• Áp dụng hình học lượng giác: Vẽ lại một nửa hình bình hành mơtả hình tam giác biểu diễn phép cộng véctơ. Sử dụng các định lýhàm sin và cosin.6 2.1.3. Cộng các véctơ lực áp dụng quy tắc hình bình hành• Thực nghiệm chỉ ra: Lực là một đại lượng véctơ vì nó đượcxác định bởi trị số, phương và chiều. Do đó nó cộng được vớinhau theo quy tắc hình bình hành.• Trường hợp có nhiều hơn hai lựccùng đặt tại O (đồng quy) ta vẫn ápdụng lần lượt quy tắc hình bình hànhđể nhận được hợp lực của nó.(Hình 2-4):FR = ( F1 + F2 ) + F3Hình 2-47

Tài liệu liên quan

• Bai Giang Co So Du Lieu 1
  • 32
  • 488
  • 1
• Bài giảng co so du lieu quan he
  • 18
  • 663
  • 4
• Bài giảng co so du lieu quan he
  • 18
  • 449
  • 2
• Bài giảng Cơ Sở Hạ Tầng
  • 143
  • 455
  • 1
• Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Bài 4: Phụ thuộc hàm
  • 54
  • 1
  • 16
• Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Bài 3: Ngôn ngữ SQL
  • 37
  • 488
  • 3
• Bài giảng : Cơ sở thiết kế máy pptx
  • 132
  • 483
  • 1
• bài giảng cơ sở dữ liệu bài 1: các khái niêm của một hệ CSLD - gv. dương khai phong
  • 24
  • 664
  • 0
• bài giảng cơ sở dữ liệu bài 4: ngôn ngữ SQL - gv. dương khai phong
  • 35
  • 588
  • 0
• bài giảng cơ sở dữ liệu bài 7: ngôn ngữ đại số quan hệ - gv. dương khai phong
  • 20
  • 687
  • 0

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(4.86 MB - 137 trang) - Bài giảng cơ học cơ sở i tĩnh học (đại học thủy lợi) Tải bản đầy đủ ngay ×