3.1. Khâi niệm về chuyển động song phẳng 3.1.1. Khâi niệm
Xĩt chuyển động của bânh xe trín đường ray thẳng, khi bânh xe chuyển động điểm M bất kỳ thuộc bânh xe vạch nín quỹ đạo lă một đường cong nằm trong một mặt phẳng song song với mặt phẳng cố định cho trước ( mặt phẳng vuông góc với trục bânh xe).
Chuyển động của thanh truyền AB trong cơ cấu tay quay con trượt
Khi cơ cấu chuyển động, điểm M bất kỳ thuộc thanh truyền vạch lrrn quỹ đạo lă một đường cong nằm trong mặt phẳng song song với mặt phẳng cố định cho trước.
Dạng chuyển động phức tạp của vật rắn có đặc điểm như trín gọi lă chuển động song phẳng.
Vậy chuyển động song phẳng của vật rắn lă chuyển động mă trong đó mọi điểm của vật đều chuyển động trong những mặt phẳng song song với một mặt phẳng cố định cho trước.
Vật rắn chuyển động song phẳng có đặc điểm sau:
- Mọi điểm trín vật vạch nín những đường cong phẳng.
- Trín vật có những hình phẳng chuyển động trong mặt phẳng của nó.
Vì vậy vật rắn chuyển động song phẳng được biểu hiện bằng một hình phẳng dịch chuyển trong mặt phẳng của hình, nghĩa lă nghiín cứu chuyển động song phẳng của vật rắn chỉ cần nghiín cứu chuyển động của một hình phẳng trong mặt phẳng của nó.
Đề cương băi giảng Cơ ứng dụng
Biín soạn: Tạ Thị Hoăng Thđn
Khoa Cơ khí –Động lực Trường Cao đẳng Lăo Cai 44 Vật rắn chuyển động song phẳng thực chất lă thực hiện liín tiếp những chuyển động tịnh tiến vă quay đồng thời.
Nếu ta chọn cực khâc nhau thì quâ trình tịnh tiến cuêng khâc nhau nhưng vẫn thực hiện chuyển động quay như nhau như vậy: “ Vật rắn chuyển động song phẳng có thể thực hiện đồng thời những chuyển động tịnh tiến vă quay quanh những cực khâc nhau, chuyển động quay không phụ thuộc văo việc chọn cực”.
3.1.2 Vật tốc của một điểm trín vật chuyển động song phẳng. Giả sử có hình phẳng S chuyển động trong mặt phẳng của nó.
Ta chọn điểm O bất kỳ lăm cực, chuyển động của S được thực hiện bởi hai chuyển động: Tịnh tiến cùng với cực O với vận tốc lă vă quay quanh cực O với vận tốc góc
Một điểm A bất kỳ trín hănh có 2 thănh phần vận tốc, tinh tiến cùng với cực O có vận tốc vă quay quanh cực O có vận tốc VAO = . OA ( thẳng góc với OA vă cùng chiều với )
Tức lă : Vận tốc của điểm A bất kỳ trín vật chuyển động song phẳng bằng tổng hình học vận tốc của cực vă vận tốc của điểm đó cùng với vật quay quanh cực.
3.2. Khảo sât chuyển động song phẳng bằng phĩp quay quanh tđm tức thời thời
Vật rắn chuyển động song phẳng thực chất có thể coi như quay liín tục quanh những tđm tức thời khâc nhau
Như vậy việc xâc định vận tốc của điểm thuộcvật chuyển động song phẳng hoăn toăn giống như vận tốc của điểm thuộc vật quay
*Xâc định tđm tức thời khi biết vận tốc của hai điểm A vă B thuộc hình. Giả sử tại thời điểm đang xĩt, hình phẳng chuyển động có hai điểm A vă B đê biết phương vận tốc, vị trí của tđm tức thời C được xâc định như sau:
Do tính chất VA AC vă VB BC, nín từ A vă Bta kẻ hai phương vuông góc với hai phương vận tốc, điểm giao nhau của hai phương vuông góc chính lă tđm tức thời C.
Đề cương băi giảng Cơ ứng dụng
Biín soạn: Tạ Thị Hoăng Thđn
Khoa Cơ khí –Động lực Trường Cao đẳng Lăo Cai 45 *Xâc định tđm tức thời khi biết vận tốc của hai điểm A vă B có phương song song vă VA VBđoạn nối hai điểm A vă B vuông góc với phương vận tốc của hai điểm đó:
Dựa văo tính chất tỉ lệ, tđm tức thời C lă giao điểm của phương AB với đươngt thẳng nối hai đầu mút của hai vĩc tơ vận tốc vă
*Xâc định tđm tức thời khi biết hình phẳng lăn không trượt trín đường cong cố định
Vì lăn không trượt nín tại điểm tiếp xúc chung có vận tốc bằng 0. Điểm đó chính lă tđm tức thời
Cđu hỏi vă băi tập
1. Vận tốc của điểm chuyển động cong hướng như thế năo trín quỹ đạo? 2. Gia tốc của chuyển động cong khâc với gia tốc của chuyển động thẳng như thế năo?
3. Ý nghĩa vật lý của gia tốc tiếp tuyến a vă gia tốc phâp tuyến an.
4. Trong trường hợp năo chuyển động của điểm có gia tốc toăn phần bằng gia tốc tiếp tuyến, bằng gia tốc phâp tuyến.
5. Một ôtô đang chuyển động thẳng với vận tốc 36km/h, thì hêm lại. Sau khi xe hêm chuyển động chậm dần đều vă chạy thím 25m thì dừng hẳn.
Hỏi: - Khoảng thời gian từ khi bắt đầu hêm đến khi xe dừng hẳn. - Gia tốc xe.
- Vận tốc xe sau khi hêm 3s.
Đâp số: 5s; 2m/s2; 4m/s
6. Vệ tinh nhđn tạo chuyển động đều trín quỹ đạo cong với độ cao 650km vă thực hiện một vòng quanh trâi đất trong 94 phút. Bân kính quả đất bằng 6380km. Xâc định vận tốc vă gia tốc của vệ tinh.
Đâp số:
v = 7,9km/s
a = an = 0,011km/h
7. Xe điện chuyển động chậm dần đều trín cung tròn bân kính r = 800m, đi được đoạn đường S = 800m, có vận tốc ban đầu v0= 54km/h vă cuối v1 = 18km/h. Xâc định gia tốc toăn phần tại đầu vă cuối cung cũng như thời gian chuyển động trín cung đó.
Đâp số:
a0 = 0,308m/s2
Đề cương băi giảng Cơ ứng dụng
Biín soạn: Tạ Thị Hoăng Thđn
Khoa Cơ khí –Động lực Trường Cao đẳng Lăo Cai 46
t = 80s
8. Tău hoả có vận tốc ban đầu 54km/h đi được 60m ở 30s đầu xem như chuyển động của tău hoả lă nhanh dần đều. Xâc định vận tốc vă gia tốc tău hoả ở thời điểm 30s, nó chuyển động trín cung tròn bân kính r = 1km.
Đâp số:
v = 25m/s
Đề cương băi giảng Cơ ứng dụng
Biín soạn: Tạ Thị Hoăng Thđn
Khoa Cơ khí –Động lực Trường Cao đẳng Lăo Cai 47
CHƯƠNG 3: SỨC BỀN VẬT LIỆU
Mục tiíu:
- Trình băy được câc khâi niệm cơ bản về nội lực, ứng suất vă câc giả thuyết về vật liệu, câc khâi niệm vă công thức xâc định tấm phẳng hoặc thanh bị cắt dập. tính toân được nội lực của vật liệu bằng phương phâp sử dụng mặt cắt.
- Xâc định được độ giên của thanh bị kĩo - nĩn, kích thước mặt cắt ngang của thanh chịu kĩo nĩn theo hệ số an toăn, kích thước mặt cắt ngang của tấm phẳng, thanh bị cắt dập theo ứng suất cho phĩp của vật liệu, kích thước mặt cắt ngang của thanh chịu xoắn theo ứng suất cho phĩp của vật liệu, kích thước mặt cắt ngang của dầm, thanh bị uốn phẳng theo ứng suất cho phĩp của vật liệu.
- Xâc định được vị trí nguy hiểm của dầm.
- Rỉn luyện tính kỷ luật, kiín trì, cẩn thận, nghiím túc, chủ động vă tích cực sâng tạo trong học tập.