Bài giảng Power Point Cơ học lý thuyết-Động học

Trong bộ bài giảng này vô cùng chi tiết và đầy đủ, nội dung và hình vẽ dễ hiểu giúp các bạn có thể tự đọc và nghiên cứu hiệu quả Đây là nội dung phần Động học của môn Cơ học lý thuyết 1. Các bạn tìm thêm các phần Động học và Động lực học để tự nghiên cứu. Rất hữu ích cho các bạn sinh viên, giảng viên giảng dạy môn Cơ học lý thuyết.

Trang 1

Chuyên đề 1 Tĩnh học và các bài toán tĩnh học

Câu 1 Hãy phân tích các điều kiện cân bằng đối với một hệ lực phẳng.

Câu 2 Hãy phân tích trình tự để giải một bài toán tĩnh học.

Câu 3 Cho dàn chịu lực và có liên kết như hình 1 Cường độ (độ lớn) các lực là: F1 = F2 = F3 = 1000

+ 300*N (Với N là số thứ tự của sinh viên trong danh sách) Xác định các phản lực tại A và B

Chuyên đề 2 Bài toán về vật lật

Câu 1 Hãy phân tích các bước để giải một bài toán về vật lật.

Câu 3 Cho cơ hệ như hình vẽ: Q = 10000 + m*1000 (N), m là số thứ tự của sinh viên trong danh sách

lớp l = 2m, xác định tải trọng lớn nhất Pmax, để xe không bị lật.

Trang 2

Chuyên đề 3 Trọng tâm của vật

Câu 1 Tìm tọa độ trọng tâm của tam giác đều ABC, có cạnh a = 40 +10*N cm (N là số thứ tự của sinh viên theo danh sách), bị khoét lỗ hình tròn bán kính r = 10 cm.

Câu 2 Tìm tọa độ trọng tâm của tiết diện ngang hình thước thợ có kích thước OA = a, OB = b và độ dày AC = BD = d.

Trang 3

môn học khác như: cơ cấu máy, động lực máy, nguyên lý máy…

Phục vụ cho các bài toán kỹ thuật và công nghệ cần thiết lập các mối quan hệ về động học thuần túy.



Trang 5

Phần II

Nội dung khảo sát chuyển động vật thể

 Lập phương trình chuyển động: thiết lập quan hệ hàm số giữacác thông số định vị với thời gian để chỉ ra vị trí của vật thể một

cách liên tục (với động điểm có thể chỉ ra quỹ đạo)

Xác định các đặc trưng của chuyển động (vận tốc, gia tốc)

Tìm quan hệ giữa vận tốc, gia tốc của điểm thuộc vật với chuyển

động của vật



Trang 7

Chương 6

ĐỘNG HỌC ĐIỂM

NỘI DUNG

Trang 8

6.1 Khảo sát động học điểm bằng hệ tọa độ Descartes

Trang 9

Khảo sát vận tốc

M(t+∆t)M(t)

O

* Vận tốc của điểm M

Vector vận tốc tức thời tại một

đạo tại điểm đó

điểm luôn tiếp tuyến với quỹ

Chương 6 Động học điểm

Trang 10

Khảo sát gia tốc

M(t+∆t)M(t)

* Gia tốc của điểm M

Vector gia tốc tức thời tại một điểm luôn hướng vào bềlõm của quỹ đạo tại điểm đó

Trang 11

Nếu ta đặt vào O hệ trục tọa độ Descartes Oxyz, vị trí của điểm

M được xác định theo vector r

* Phương trình chuyển động của điểm M(x,y,z)z

M

yO

Vớix

(Phương trình chuyển động của điểm M trong hệ tọa độ Descartes )

Trang 12

* Vận tốc của điểm M

z

M

yO

x

Với

(Các thành phần vận tốc của điểm M theo 3 phương)

Trang 13

x

Với

(Các thành phần gia tốc của điểm M theo 3 phương)

Trang 14

* Tính chất chuyển động của điểm M

V và W cùng phương: điểm M chuyển động

V và W khác phương: điểm M chuyển động

thẳngcongV

VV

tăng theo thời gian: điểm M chuyển động nhanh dầngiảm theo thời gian: điểm M chuyển động chậm dầnkhông đổi theo thời gian: điểm M chuyển động đều

Trang 15

Gia tốc không đổi theo thời gian (hằng số)

Vận tốc là hàm theo thời gian

Vị trí là hàm theo thời gian

Vận tốc là hàm theo vị trí Chương 6 Động học điểm

Trang 16

6.2 Khảo sát động học điểm bằng hệ tọa độ tự nhiên

Xét điểm M chuyển động trong không gian trên quỹ đạo đã biết

Nếu lấy điểm O cố định trên quỹ đạo đã biết đó làm gốc tọa độ

và quy ước chiều dương thì vị trí điểm M hoàn toàn xác địnhthông qua độ dài s=OM

Phương trình chuyển động của điểm M

Dựng hệ trục tọa độ Mτn gắn liền với điểm M sao cho:

- τ là vector đơn vị tiếp tuyến với quỹ đạo của điểm

chiều dương

- n là vector đơn vị pháp tuyến chính vuông góc với τ

M theo

Trang 17

- Vector vận tốc luôn tiếp tuyến với

- Dấu tùy thuộc vào chiều dương ta chọn,

dương thì V>0, và nếu theo chiều âm thì V<0

nếu đi theo chiều

Trang 18

Trang 19

Ví dụ: Tính bán kính cong của quỹ đạo tại vị

phương trình đường cong

trí x=1 của

Giải:

Tính đạo hàm bậc 1 và đạo hàm bậc 2 của hàm số

Áp dụng công thức tính bán kính cong quỹ đạo

Trang 20

Ví dụ: Ta có vector định vị của thùng hàng trượt lên quỹ đạo

cong Tính vận tốc và gia tốc của thùng hàng tại thời điểm t= 2s

GiảiTọa độ của thùng hàng trong hệ trục Oxyz

Vận tốc của thùng hàng trong hệ trục Oxyz

Trang 21

6.3 Khảo sát động học điểm bằng hệ tọa độ cực

(Sinh viên tự tham khảo thêm trong sách)

Trang 23

Chương 7

NỘI DUNG

7.1 Chuyển động tịnh tiến của vật rắn

7.2 Chuyển động quay quanh trục cố định của vật rắn

7.3 Các cơ cấu truyền động cơ bản

Trang 24

7.1 Chuyển động tịnh tiến của vật rắn

•Quỹ đạo như nhau

Nhận xét: Để khảo sát chuyển động của vật chuyển động của một điểm

thuộc vật

chỉ cần khảo sát

Chương 7 Chuyển động cơ bản của vật rắn

Trang 25

Chuyển động quay quanh trục cố định là chuyển động mà vật rắn

rắn quay quanh hai điểm cố định đó

có hai điểm cố định và vật

:::

phương trình chuyển độngVận tốc góc

Gia tốc góc

khi nhin từ đỉnh vật quay ngược kimkhi vật quay theo chiều dươngVật chuyển động quay đều

Cùng chiều : vật quay nhanh dầnNgược chiều : vật quay chậm dần

đồng hồ

Trang 26

Khảo sát điểm thuộc vật

Xét mặt cắt vuông góc với trục quanh và cắt trục quay tại I

Quỹ đạo của điểm M là đường tròn tâm I bán kính R

Chọn O làm mốc thuộc quỹ đạoPhương trình chuyển độnVận tốc:

của điểm MM

Với α là góc giữa vector ω và vector r

vector n là vector đơn vị vuông góc với vector ω và r

Trang 27

Gia tốc:

M

I Vector gia tốc tiếp tuyến:

Phương: tiếp tuyến với quỹChiều: xác định theo chiều

Độ lớn:

đạo

Vector gia tốc pháp tuyến:

Phương: cùng phương với bán kínhChiều: luôn hướng vào tâm

Độ lớn:

+

Trang 28

Phương: hợp với bán kính góc sao cho

Trang 29

Truyền động chuyển động quay quanh trục cố định thành

Dấu (+) nếu ăn khớp trongDấu (-) nếu ăn khớp ngoài

Trang 30

Nhiều bánh răng ăn khớp nhau

Với i là số ăn khớp ngoài

Trang 31

Trang 32

Truyền động cơ cấu cam:

Trang 33

Chương 8 Chuyển động phức hợp của điểm

Trang 35

•Chuyển động tuyệt đối:

Là chuyển động của điểm trục cố định Oxyz

M

M so với hệ

O1

x1 Vận tốc và gia tốc tuyệt đối là:

•Chuyển động tương đối:

Là chuyển động của điểm M so với hệtrục động O1x1y1z1

Vận tốc và gia tốc tương đối là:

•Chuyển động kéo theo:

Là chuyển động của hệ trục động

yO

x

O1x1y1z1 so với hệ trục cố định Oxyz

Vận tốc và gia tốc kéo theo là:

Trang 36

8.1 Định lý hợp vận tốc, hợp gia tốc

Định lý hợp vận tốc:

Định lý hợp gia tốc:

Phương: vuông góc vớiChiều: quy tắc bàn tay phải

Độ lớn:

và

Hệ động chuyển động tịnh tiếnKhông có chuyển động tương đối !

Trang 37

Xác định gia tốc Coriolis (C hoặc K-Kôriôlit)

Trang 38

độngđộng động động động động

tuyệt đốicủa con chạy A quay quanh Otương đối

củakéo của

con chạy A trượt trên O1B

theotay quay O1B quay quanh O1

Trang 40

8.2 Bài toán ví dụ

(*)

Chiếu (*)Ox:

lên trục x, y

Oy:

Cách 2:

Vì hai vector vuông góc

Trang 41

(*)

Chiếu (*) lên trục x, yOx:

Oy:

Trang 43

Chương 9

NỘI DUNG

9.1 Khảo sát vật chuyển động song phẳng

9.2 Những chuyển động song phẳng đặc biệt

Trang 44

Khái niệm:

Ta chỉ cần khảosát chuyển độngcủa điểm A và B trong mặt phẳng chứa chúng

B B

A A

Chuyển động bao gồm chuyển động tịnh tiến + quay

Chương 9 Chuyển động song phẳng của vật rắn

Trang 45

Chọn A làm cựcPhương trình chuyển động

Trang 46

Ví dụ: Tìm vận tốc và gia tốc của điểm I,A,B,C biết bán kính R

Trang 47

Trang 48

Trang 49

+Vận tốc điểm A:

+Vận tốc điểm C:

Trang 50

*Bài toán gia tốc

+Gia tốc điểm O:

Do điểm O chuyển động tịnh tiến trong suốt quá trình chuyển động nên gia tốc của điểm O chỉ có MỘT thành phần gia tốc là gia tốc tiếp tuyến

+Gia tốc điểm I: (lấy O làm cực)

Trang 51

Cách 2: (Sử dụng cách tính tích hữu hướng)

Với

Trang 52

+Gia tốc điểm A: (chọn O làm cực)

+Gia tốc điểm C:

Trang 53

+Gia tốc điểm B:

Nhận xét:

* Về vận tốc:

Điểm I chính là tâm vận tốc tức thời

Trang 54

*Cách xác định tâm vận

VA không song song VB

tốc tức thời

B A

P

Trang 55

*Cách xác định tâm vận tốc tức thời

VA không song song VB VA song song VB và vuông góc AB

VA cùng chiều VB VA ngược chiều VB

A B

A

P B

P

Trang 56

VA song song VB nhưng không vuông góc AB

B

Trang 57

Nhận xét:

* Về gia tốc:

Điểm I không phải là tâm gia tốc tức thời

Do đó Không được sử dụng quy tắc tâm vận tốc gia tốc tức thời để tính

Trang 58

Cơ cấu bánh răng hành tinh

Trang 59

Nhiều bánh răng ăn khớp nhau

Với i là số ăn khớp ngoài

Trang 60

Ví dụ: Cho cơ cấu tay quay O1AB quay quanh O1 Ba bánh

răng ăn khớp răng như hình vẽ, các bán kính tương ứng R1,

tốc góc và gia tốc góc của bánh răng thứ ba.tốc và gia tốc

Trang 61

1)

y

Bài toán ví dụ

Tính vận tốc góc và gia tốc góc của bánh răng thứ ba

Theo công thức Willis ta có:

Trang 62

1) Tính vận tốc góc và gia tốc góc của bánh răng thứ ba

Theo công thức Willis ta có:

Trang 64

Trang 65

Do M có chuyển động tương đối

(II)

Trang 67

chuyển động

B quay quanh A cố

+ Điểmđịnh

C quay quanh D cố

Trang 68

Trang 72

Cách 2: Dùng phép tính vector

Trang 73

Ví dụ 3: Cho mô hình như hình vẽ Biết R=3r=0,6m, tâm B

chuyển động theo phương ngang với vận tốc VB=2m/s và gia

tốc WB=1m/s2 Con lăn B lăn không trượt, bỏ qua ma sát ròng

rọc C, dây không co giãn, bỏ qua khối lượng dây và ròng rọc C

Tính vận tốc và gia tốc của tải A

Giải

*Phân tích chuyển động+ Con lăn B chuyển động song phẳng

+ Tải A chuyển động tịnh tiến

Trang 74

*Bài toán vận tốcCon lăn B lăn không trượt nên tâm vận

Trang 75

*Bài toán gia tốc

Do tâm B chuyển động tịnh tiến nên

Định dạng
Số trang	76
Dung lượng	7,18 MB