chương 1Các khái niệm và tiên đề tĩnh học

M«n C H C C SƠ Ọ Ơ Ở M«n C H C C SƠ Ọ Ơ Ở Giảng viên : Giảng viên : Bộ môn : Cơ sở kỹ thuật Bộ môn : Cơ sở kỹ thuật Hệ : Đại học Hệ : Đại học Ngành : CNKT GIAO THÔNG Ngành : CNKT GIAO THÔNG Mở đầu về môn cơ học cơ sở Mở đầu về môn cơ học cơ sở Số tín chỉ: Số tín chỉ: 04 04 Tài liệu học tập: - Sách, giáo trình chính: Chu Tạo Đoan (2007), Cơ học lý thuyết tập 1, Nhà xuất bản Giao thông vận tải. Chu Tạo Đoan (2007), Cơ học lý thuyết tập 2, Nhà xuất bản Giao thông vận tải. Bài tập Cơ học lý thuyết (2007), Trường Đại học GTVT. - Sách tham khảo: Nguyễn Trọng - Tống Danh Đạo - Lê Thị Hoàng Yến (2002), Cơ học cơ sở tập 1, NXB Khoa học và kỹ thuật. Nguyễn Trọng - Tống Danh Đạo - Lê Thị Hoàng Yến (2002), Cơ học cơ sở tập 2, NXB Khoa học và kỹ thuật Nội dung tổng quát Nội dung tổng quát  Phần I: TĨNH HỌC VẬT RẮN Phần I: TĨNH HỌC VẬT RẮN  Phần II: ĐỘNG HỌC VẬT RẮN Phần II: ĐỘNG HỌC VẬT RẮN  Phần III: ĐỘNG LỰC HỌC Phần III: ĐỘNG LỰC HỌC Phần 1: TĨNH HỌC Phần 1: TĨNH HỌC Chương 1: Chương 1: CÁC KHÁI NIỆM VÀ TIÊN ĐỀ CỦA TĨNH HỌC CÁC KHÁI NIỆM VÀ TIÊN ĐỀ CỦA TĨNH HỌC 1.1. Các khái niệm cơ bản 1.1. Các khái niệm cơ bản 1.1.1.Lực: 1.1.1.Lực: - Lực tập trung Lực tập trung - Định nghĩa: Định nghĩa: Lực là tác dụng tương hỗ giữa các vật Lực là tác dụng tương hỗ giữa các vật mà kết quả là gây nên sự thay đổi trạng thái động mà kết quả là gây nên sự thay đổi trạng thái động học của các vật đó học của các vật đó - Các yếu tố của lực Các yếu tố của lực : : Điểm đặt, hướng (phương, chiều), Điểm đặt, hướng (phương, chiều), trị số trị số - Biểu diễn lực: Biểu diễn lực: véc tơ véc tơ A F x x Hình 1-1 Q = q.a Q=qa/2 1.1.2. Vật rắn tuyệt đối 1.1.2. Vật rắn tuyệt đối - Lực phân bố Lực phân bố 1.1.1.Lực: 1.1.1.Lực: Vật rắn tuyệt đối là vật có dạng hình học không thay đổi, hay khoảng cách giữa 2 điểm bất kỳ thuộc vật luôn không đổi 1.1.3. Các định nghĩa khác 1.1.3. Các định nghĩa khác 1.1.3.1. Trạng thái cân bằng của vật rắn: 1.1.3.1. Trạng thái cân bằng của vật rắn: 1.1.3.2. Hệ lực: 1.1.3.2. Hệ lực: 1.1.3.3. Hai hệ lực tương đương: 1.1.3.3. Hai hệ lực tương đương: 1.1.3.4. Hệ lực cân bằng: 1.1.3.4. Hệ lực cân bằng: 1.1.3.5. Hợp lực: 1.1.3.5. Hợp lực: ), ,( 21 n FFF ~ ) ,,,( '' 2 ' 1 n FFF ), ,( 21 n FFF ~ 0 ), ,( 21 n FFF ~ ), ,( 21 n FFF R 1.2. Các tiên đề tĩnh học 1.2. Các tiên đề tĩnh học 1.2.1. Tiên đề 1: 1.2.1. Tiên đề 1: (Về 2 lực cân bằng) (Về 2 lực cân bằng) F 1 F 2 B A A B F 2 F 1 Hình 1-2 Điều kiện cần và đủ để một vật rắn tuyệt đối tự do, chịu tác dụng của 2 lực được cân bằng là chúng có cùng đường tác dụng, ngược chiều nhau và có cùng trị số 1 2 ( , ) 0F F   ~ 1.2.2.Tiên đề 2: (Thêm, bớt lực) F A B F F 2 F 1 A B F 2 A B - Hệ quả trượt lực: Tác dụng của lực lên vật rắn tuyệt đối không thay đổi nếu trượt lực dọc theo đường tác dụng của nó đến một điểm khác thuộc vật Chứng minh: ),,( 21 FFF F ~ ~ 2 F tại B = F Tác dụng của 1 hệ lực lên vật rắn tuyệt đối sẽ không bị thay đổi nếu thêm vào hay bớt đi một hệ lực cân bằng ⇒ Véc tơ lực là véc tơ trượt 1.2.3.Tiên đề 3: 1.2.3.Tiên đề 3: (Về hình bình hành lực) (Về hình bình hành lực) 1 F 2 F R ~ ( ( ) ) Hai lực tác dụng vào cùng 1 điểm trên vật thể có hợp lực đặt tại điểm đó và được biểu diễn bằng đường chéo hình bình hành mà các cạnh là 2 lực đã cho R A F 1 F 2 - Hệ quả: - Chứng minh: 1 2 R F F = +    ( ) 321 ,, FFF ⇒ ~ ( ) 3 , FR ~ 0 3 F  đi qua B Cho , không // và ~ 0. Ta chứng minh đồng qui tại 1 điểm ( ) 321 ,, FFF ( ) 321 ,, FFF Nếu vật rắn tự do được cân bằng dưới tác dụng của ba lực không song song và cùng nằm trong một mặt phẳng thì đường tác dụng của chúng phải đồng qui tại một điểm A 3 F 1 F 2 F 3 A 1 A 2 B F 2 F 1 R [...]...1.2.4 .Tiên đề 4: ( Tác dụng và phản tác dụng) Lực tác dụng và lực phản tác dụng giữa 2 vật là 2 lực có cùng đường tác dụng, ngược chiều nhau và có cùng trị số Anh (chị) hãy phân biệt sự giống nhau và khác nhau giữa tiên đề 1 và tiên đề 4? 1.2.5 Tiên đề 5: (Tiên đề hoá rắn) Vật thể biến dạng được cân bằng dưới tác dụng của hệ lực thì... đầu thanh không bị di chuyển theo mọi phương) MA (giữ cho dầm không quay quanh A) 1.4 Tiên đề 6 (tiên đề giải phóng liên kết): Ví dụ: T giải phóng liên kết P Vật chịu liên kết N P Vật tự do ⇒ tiên đề: vật không tự do (vật chịu liên kết) cân bằng có thể xem là vật rắn tự do cân bằng nếu giải phóng các liên kết của nó và thay thế bằng các phản lực liên kết tương ứng 1.5 Mô men của một lực 1.5.1 Mô men... dọc dây + Phản lực liên kết: Lực căng T, có phương dọc theo dây, chiều từ vật khảo sát vào dây (theo chiều kéo căng dây) 1.3.2.3 Liên kết thanh: SCD SAB B D SAB A P SCD C A B P C D 1.3.2.4 Liên kết gối tựa cố định và gối tựa di động: - Gối tựa cố định: R Y R Y R Y X X X - Gối tựa di động: N N N 1.3.2.5 Liên kết ổ trục và ổ chặn: - Liên kết ổ trục (khớp trục, bản lề hay ổ quay):(tại A) Trục quay nằm trong... đề 4? 1.2.5 Tiên đề 5: (Tiên đề hoá rắn) Vật thể biến dạng được cân bằng dưới tác dụng của hệ lực thì khi hóa rắn nó vẫn cân bằng dưới tác dụng của hệ lực ấy F A B F' I II 1.3.Liên kết và phản lực liên kết 1.3.1 Khái niệm: phản lực liên kết Là lực do vật gây liên kết tác dụng lên vật khảo sát, có tác dụng cản trở chuyển động của vật đó N Vật khảo sát Là vật đang xét cân bằng Liên kết P Là những điều... chuyển động bị cản trở của vật khảo sát 1.3.2.Các liên kết thường gặp và phản lực liên kết 1.3.2.1 Liên kết tựa NC C N MÆt tiÕp xúc chung NB NA A B Phản lực liên kết: N + Phương: ⊥ với mặt tiếp xúc chung Nếu một trong hai mặt tiếp xúc là điểm thì phản lực sẽ theo phương pháp tuyến của mặt còn lại + Chiều: Đi từ vật gây liên kết vào vật khảo sát + Trị số: Xác định khi giải bài toán 1.3.2.2 Liên kết... của trục z thấy lực làm Đường tác dụng của F vật quay ngược chiều kim đồng cắt trục Oz (h = 0) hồ (–) nếu làm vật quay thuận chiều kim đồng hồ Ví dụ:   Cho lực F tác dụng vào khối hình lập phương cạnh a, điểm đặt tại đỉnh A và dọc theo đường chéo của mặt bên Tìm mô men của lực đó đối với 3 trục tọa độ Giải: z   a Chiếu lực F xuống mặt Oxy được     a Fxy = Fx   F Cánh tay đòn của Fx đối... lực có cùng mặt phẳng tác dụng, cùng chiều quay và cùng trị số mô men thì tương đương nhau Hệ quả của định lý: + Tính chất 1: Tác dụng của ngẫu lực không thay đổi khi ta thay đổi vị trí của ngẫu lực trong mặt phẳng tác dụng của nó M F1 a M a a F1' ∼ F1 F1 ' + Tính chất 2: Tác dụng của ngẫu lực sẽ không thay đổi khi ta thay đổi tuỳ ý cường độ của lực và cánh tay đòn nhưng vẫn giữ nguyên mô men M M a... các yếu tố của ngẫu lực Ngẫu lực là một hệ gồm hai lực song song, ngược chiều, có trị số bằng nhau nhưng không cùng đường tác dụng Các yếu tố: - Mặt phẳng tác dụng của ngẫu -Cánh tay đòn của ngẫu lực và trị số của lực thuộc ngẫu - Chiều quay của ngẫu lực Ví dụ: - Vô lăng ô tô chịu tác dụng của ngẫu lực làm vô lăng quay A F F' h B π A F B - Mỏ lết A vặn đinh ốc B F' Véc tơ mô men ngẫu lực: M M - Trị... lực liên kết tương ứng 1.5 Mô men của một lực 1.5.1 Mô men của một lực đối với một điểm mO(F)        Biểu thức: mO ( F ) = r ∧ F -Trị số: = F.h - Phương: vuông góc với mặt O r phẳng chứa tâm O và lực F h A - Chiều: nhìn từ đỉnh của véc tơ xuống mặt phẳng tác π dụng sẽ thấy véc tơ lực làm       vật quay ngược chiều kim F = 0 mO ( F ) = 0 ⇔?    đồng hồ  Fđ i qua O  * Hệ lực cùng