Bài giảng Cơ học ứng dụng: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối - ThS. Lê Dương Hùng Anh

Bài giảng Cơ học ứng dụng: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối - ThS. Lê Dương Hùng Anh cung cấp cho học viên những kiến thức về các khái niệm cơ bản, hệ tiên đề tĩnh học, liên kết – phản lực liên kết, điều kiện cân bằng và các phương trình cân bằng của hệ lực,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chương I Những vấn đề tĩnh học vật rắn tuyệt đối Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC TRẠNG THÁI CÂN BẰNG THU GỌN HỆ LỰC Lê Dương Hùng Anh ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Nội dung – Các khái niệm – Hệ tiên đề tĩnh học – Liên kết – phản lực liên kết – Điều kiện cân phương trình cân hệ lực Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Các khái niệm 1.1 Vật rắn tuyệt đối Vật rắn tuyệt đối tập hợp vô hạn chất điểm mà khoảng cách hai chất điểm ln ln khơng đổi Vật rắn tuyệt đối Vật rắn biến dạng Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA 1.2 Cân vật rắn Vật rắn gọi cân vị trí khơng thay đổi so với vị trí vật chọn làm chuẩn gọi hệ quy chiếu Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA 1.3 Lực Khái niệm Lực đại lượng vector dùng để đo lường tương tác học vật thể với Nghĩa thực tương tác học, vật thể truyền cho lực Lực nguyên nhân gây biến đổi trạng thái chuyển động học vật, nguyên nhân gây nên biến dạng vật Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Lực đại lượng vector, gồm có điểm đặt, phương chiều độ lớn A F b a A: Điểm đặt lực F Giá ab phương lực F, hướng F F chiều lực tác dụng Độ lớn (cường độ) lực F (đơn vị: N – kg.m/s2) Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Phân loại lực Cách 1: theo dạng hình học lực Lực tập trung: Lực tác dụng lên điểm vật Lực phân bố: Lực tác dụng lên nhiều điểm vật Lực phân bố theo đường: Là loại lực phân bố có điểm tác động lên vật tạo thành loại đường hình học vật (đường thẳng, đường trịn, ellipse, …) Đơn vị: N/m Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Lực phân bố theo mặt: Là loại lực phân bố mà quỹ tích điểm tác dụng lên vật tạo thành loại mặt hình học vật p  Với p : áp lực Đơn vị: N/m2 Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Lực phân bố theo thể tích (lực khối): Là loại lực phân bố mà quỹ tích điểm tác dụng lên vật tạo thành loại thể tích hình học Ký hiệu:  Đơn vị: N/m3 Ví dụ: Trọng lực tác dụng lên vật loại lực phân bố thể tích V  Thể tích cực nhỏ  C P Lê Dương Hùng Anh Trọng lực lực tập trung: khái niệm không thật! Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Quy đổi lực song song phân bố đoạn thẳng lực tập trung tương đương a Tổng quát q (x ) Ω Q C O A B xA x x ~ C O A B D xD x xC xB a) b) x  Q  x q( x ).dx    Với:  x   x   q( x ) x.dx  Q  x D C    x    B A B A Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA b Trường hợp riêng b1) Lực phân bố l l A ~ B C   q.l l A D B C q  const Q    q.l b2) Lực phân bố tam giác: qmax A   qmax l C 2l B Q    qmax l ~ C A D 2l B l Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA 1.5 Một số khái niệm khác: Hệ lực cân bằng: loại hệ lực không làm thay đổi trạng thái học vật rắn vật chịu tác động loại hệ lực Ký hiệu hệ lực cân bằng: ( Fj ) ~  , j  1, n NOTE Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA 1.4 Điều kiện cân phương trình cân hệ lực khơng gian Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA 1.4 Điều kiện cân phương trình cân hệ lực khơng gian 1.4.3 Thu gọn hệ lực không gian tâm O a Định lý lực Nếu vật rắn cân với hệ lực hệ lực ấy thỏa mãn đồng thời điều kiện: - Đồng phẳng - Hoặc đồng quy, song song Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA 1.4 Điều kiện cân phương trình cân hệ lực không gian 1.4.3 Thu gọn hệ lực không gian tâm O b Định lý dời lực song song Có thể di dời song song lực đến điểm đặt nằm đường tác dụng cũ ta thêm vào trình dời song song ấy vector moment vector moment lực trước di dời lấy tâm được dời đến F lA l A // lB A F B M B (F ) Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA 1.4 Điều kiện cân phương trình cân hệ lực không gian c Định lý thu gọn hệ lực Mọi hệ lực thu gọn tâm bất kỳ không gian tồn hệ lực đó tương đương với với hai thành phần hệ lực tâm thu gọn chọn ( F j ) [ R, M O ], O  R , j  1, n FA lA l A // lB FB A B ( FA ) [ FB , M B ( FA )] M B ( FA ) Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA 1.4 Điều kiện cân phương trình cân hệ lực khơng gian Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA 1.4 Điều kiện cân phương trình cân hệ lực không gian 1.4.5 Điều kiện cân hệ lực Điều kiện cần đủ để hệ lực khơng gian cân vector moment hệ lực điểm bất kì phải đồng thời bị triệt tiêu   Rx'   F jx  n   '  R '   F j    R y   F jy  j 1   '   Rz   F jz  ( Fj ) O    M Ox   M Ox ( F j )   n    M O   M O ( F j )    M Oy   M Oy ( F j )  j 1    M Oz   M Oz ( F j )   Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Bài tập Cho Q = kN, F = 10kN, q = 2kN/m, M = 8kN.m, a = 1m, b =2m, α = 450 , β = 600 Xác định phản lực A, B Hệ có vật (khung) Tại B có liên kết khớp lề cố định: ràng buộc Tại A có liên kết khớp lề di động: ràng buộc  Dof  1    1  Lê Dương Hùng Anh Hệ tĩnh định Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Bài tập Cho Q = kN, F = 10kN, q = 2kN/m, M = 8kN.m, a = 1m, b =2m, α = 450 , β = 600 Xác định phản lực A, B By B Trong đó: Bx a  b / Fx M Fy Lê Dương Hùng Anh F Q Q  q  a  b   3kN Ay Fx  F cos 600  5kN A Fy  F sin 600  3kN Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Bài tập By Các phương trình cân bằng:  Fx    Fy    mB  Fi   B Lê Dương Hùng Anh Q 2m 2m   Bx  Fx     By  Ay  Fy  Q    M  Fy   Fx  Q  (+) Bx  M 2m C   Ay D Fx Fy 1m   Ay  E 2m  3  Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Bài tập Cho Q = kN, F = 10kN, q = 2kN/m, M = 8kN.m, a = 1m, b =2m, α = 450 , β = 600 Xác định phản lực A, B Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM ... lực Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA Các khái niệm 1.1 Vật rắn tuyệt đối Vật rắn tuyệt. .. VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA 1.6 Moment O   mO F  ?? Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA...  F2 Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Khoa TP HCM Chương I: Những tĩnh họcTĨNH vật rắn HỌC tuyệt đốiVRTĐ NHỮNG VẤNvấn ĐỀđềCƠ BẢN CỦA 1.2 Hệ tiên đề tĩnh học Tiên đề 4: Tiên đề tác