Xem mẫu
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ
GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC: CƠ KỸ THUẬT
NGHỀ:CÔNG NGHỆ Ô TÔ
TRÌNH ĐỘ :CAO ĐẲNG NGHỀTRUNG CẤP NGHỀ
Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐCĐN… ngày…….tháng….năm .........
…………........... của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh BR VT
Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2015
1
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
LỜI NÓI ĐẦU
Môn Cơ học kỹ thuật là môn học cơ sở ngành đầu tiên đối với sinh
viên các trường Trung học, Cao đẳng và Đại học các ngành kỹ thuật không
chuyên về cơ khí hay xây dựng. Giáo trình Cơ kỹ thuật gồm kiến thức của hai
môn học Cơ học lý thuyết và Sức bền vật liệu như một số trường Đại học
và Cao đẳng khác đang sử dụng. Giáo trình được chia làm hai phần:
Phần 1: Cơ học lý thuyết (cơ học vật rắn) trình bày những kiến thức
về tĩnh học của cơ hệ.
Phần 2: Sức bền vật liệu. Trong phần này Học sinh – Sinh viên được
trang bị những kiến thức cơ bản về tính toán các kết cấu (chủ yếu là thanh)
về độ bền, độ cứng.
Giáo trình này được dùng để giảng dạy cho sinh viên Cao đẳng và
Trung cấp Nghề của trường CDN BR VT, đồng thời cũng có thể sử dụng
làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật.
Khi biên soạn quyển giáo trình này chúng tôi đã cố gắng cập nhật
những kiến thức mới về ngành cơ học. Tuy nhiên, do trình độ và thời gian có
hạn, chắc chắn sẽ không thiếu những sai sót. Rất mong đồng nghiệp và sinh
viên góp ý kiến cho lần tái bản sau.
Mọi ý kiến đóng góp xin được gửi về theo địa chỉ:
Khoa Cơ Khí, Trường Cao đẳng Nghề Bà Rịa – Vũng Tàu
Tác giả
Thạc sĩ: Nguyễn Hữu Tuấn
2
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
MỤC LỤC
Lời nói đầu..................................................................................................................1
Mục lục........................................................................................................................2
CHƯƠNG 1: CƠ HỌC LÝ THUYẾT – TĨNH HỌC..............................................4
BÀI 1: Các khái niệm cơ bản ..................................................................................4
1.1. Những khái niệm cơ bản.......................................................................................4
1.2. Các tiên đề tĩnh học...............................................................................................7
1.3. Liên kết và phản lực liên kết.................................................................................9
BÀI 2: Hệ lực phẳng................................................................................................15
A. HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY.............................................................................15
2.1. Khảo sát hệ lực phẳng đồng quy bằng phương pháp hình học..........................15
2.2. Khảo sát hệ lực phẳng đồng quy bằng phương pháp giải tích..........................20
B. HỆ LỰC PHẲNG SONG SONG............................................................................23
2.3. Thu gọn hệ lực phẳng song song.........................................................................23
BÀI 3: Momen của một lực đối với một điểm – Ngẫu lực.................................27
3.1. Momen của một lực đối với một điểm...............................................................27
3.2. Ngẫu lực...............................................................................................................28
BÀI 4 : Hệ lực phẳng bất kỳ..................................................................................30
4.1. Thu gọn hệ lực phẳng bất kỳ..............................................................................30
4.2. Điều kiện cân bằng – Các phương trình cân bằng của hệ lực phẳng................33
BÀI 5 :Masat..............................................................................................................40
5.1. Định luật masat trượt...........................................................................................40
5.2. Định luật masat lăn...............................................................................................42
BÀI 6 :Trọng Tâm.....................................................................................................45
6.1. Tâm của hệ lực phẳng song song........................................................................45
6.2. Trọng tâm của vật rắn.........................................................................................46
6.3. Trọng tâm của các vật đồng chất........................................................................46
6.4. Phương pháp xác định trọng tâm của vật rắn.....................................................47
6.5. Trọng tâm của một số vật rắn thường gặp........................................................50
BÀI 7 :Động học điểm.............................................................................................51
7.1. Một số khái niệm.................................................................................................51
7.2. Khảo sát chuyển động bằng phương pháp tự nhiên..........................................51
7.3. Khảo sát chuyển động bằng phương pháp tọa độ..............................................56
BÀI 8 :Chuyển động cơ bản của vật rắn.............................................................61
8.1. Chuyển động tịnh tiến.........................................................................................61
8.2. Chuyển động quay quanh trục cố định................................................................62
8.3. Chuyển động của điểm thuộc vật quay quanh trục cố định...............................64
BÀI 9 :Chuyển động song phẳng của vật rắn......................................................68
9.1. Khái niệm.............................................................................................................68
9.2. Khảo sát chuyển động song phẳng bằng phương pháp tịnh tiến và quay..........69
9.3. Khảo sát chuyển động song phẳng bằng phép quay quanh tâm quay tức thời...72
3
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
CHƯƠNG 2: SỨC BỀN VẬT LIỆU.......................................................................77
BÀI 1: Các khái niệm cơ bản về sức bền vật liệu..............................................77
1.1. Đối tượng, mục tiêu nghiên cứu.........................................................................77
1.2. Nội lực Ứng suất...............................................................................................78
1.3. Các giả thiết cơ bản của sức bền vật liệu.........................................................82
BÀI 2: Kéo – nén đúng tâm.......................................................................................83
2.1. Kéo nén đúng tâm...............................................................................................83
2.2. Ba bài toán cơ bản của thanh chịu kéonén đúng tâm..........................................91
3.3. Bài toán siêu tĩnh..................................................................................................91
BÀI 3: Cắt – Dập......................................................................................................98
3.1. Cắt ....................................................................................................................... 98
3.2. Dập.......................................................................................................................99
3.3. Bài tập áp dụng..................................................................................................100
BÀI 4: Xoắn thuần túy thanh thẳng mặt cắt tròn..............................................102
4.1. Định nghĩa – nội lực...........................................................................................102
4.2. Ứng suất trên thanh mặt cắt tròn chịu xoắn......................................................103
4.3. Biến dạng của thanh mặt cắt tròn chịu xoắn....................................................105
4.4. Điều kiện bền và điều kiện cứng của thanh mặt cắt tròn chịu xoắn..............106
BÀI 5: Uốn phẳng...................................................................................................112
5.1. Định nghĩa – nội lực ..........................................................................................112
5.2. Uốn phẳng thuần túy.........................................................................................117
5.3. Uốn ngang phẳng ..............................................................................................122
5.4. Điều kiện bền ...................................................................................................124
BÀI TẬP THAM KHẢO........................................................................................127
PHỤ LỤC.................................................................................................................133
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................137
4
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
CHƯƠNG 1
CƠ HỌC LÝ THUYẾT – TĨNH HỌC
Mục tiêu:
Học xong chương này người học có khả năng:
̀ ̀ ̉ ́ ́ ̣ ̉
Trinh bay đây đu cac tiên đê, cac khai niêm va cach biêu diên l
̀ ̀ ́ ̀ ́ ̃ ực, cac loai liên kêt
́ ̣ ́
cơ ban. ̉
̉
Biêu diên va tinh toan chinh xac l
̃ ̀ ́ ́ ́ ́ ực tac dung va cac phan l
́ ̣ ̀ ́ ̉ ực liên kêt. ́
Trinh bay đ
̀ ̀ ược cac khai niêm vê mômen cua l
́ ́ ̣ ̀ ̉ ực đôi v
́ ới môt điêm, ngâu l
̣ ̉ ̃ ực
̣ ược phương trinh mô men tinh toan hê l
Lâp đ ̀ ́ ́ ̣ ực tac dung đung 90%
́ ̣ ́
́ ́ ́ ́ ́ ̀ ́ ̣ ực phăng song song
Tinh toan chinh xac cac bai toan hê l ̉
̉
Giai thich ro nguyên nhân sinh ra ma sat tr
́ ̃ ́ ượt, ma sat lăn
́
Trinh bay đ
̀ ̀ ược đây đu cac khai niêm, cac ph
̀ ̉ ́ ́ ̣ ́ ương trinh biêu diên đông l
̀ ̉ ̃ ̣ ực hoc,
̣
́ ̣
công, công suât, đông năng, thê năng
́
́ ́ ực, công, công suât, đông năng, thê năng cua vât chuyên đông.
Tinh toan đung l
́ ́ ̣ ́ ̉ ̣ ̉ ̣
BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1.1. Vật rắn tuyệt đối là một tập hợp vô số các chất điểm mà khoảng
cách giữa hai chất điểm bất kỳ luôn luôn không đổi. Vật rắn tuyệt đối
là mô hình đơn giản của vật thể khi biến dạng của nó có thể bỏ qua
được do quá bé hoặc không đóng vai trò quan trọng trong quá trình khảo
sát.Vật rắn tuyệt đối được gọi tắt là vật rắn.
1.1.2. Cân bằng là trạng thái đứng yên của vật rắn so với một vật rắn khác
được chọn làm chuẩn ( hệ qui chiếu ). Trong tĩnh học hệ qui chiếu được
chọn phải làm thoả mãn định luật quán tính của Galilê (hệ qui chiếu
đứng yên tuyệt đối). Cân bằng như vậy được gọi là cân bằng tuyệt đối.
1.1.3. Lực là tương tác giữa các vật mà kết quả là gây ra sự biến đổi trạng
thái chuyển động cơ học (tức là sự thay đổi vị trí, bao gồm cả biến
dạng) mà cân bằng chỉ là trường hợp riêng.
Thí dụ 1: Hộp phấn đặt trên bàn sẽ tác dụng lên bàn một lực ép, ngược lại bàn cũng sẽ
tác dụng lên hộp phấn một lực đẩy, kết quả hộp phấn không bị rơi, tức là thay đổi trạng
thái của chuyển động .
Kinh nghiệm và thực nghiệm xác minh rằng lực được đặc trưng bởi các yếu tố
sau :
a) Điểm đặt của lực là điểm mà tại đó vật nhận được tác dụng cơ học từ vật khác
5
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
b) Phương chiều của lực biểu thị khuynh hướng chuyển động của lực gây cho vật
c) Cường độ của lực là độ lớn của lực, là số đo mạnh yếu của tương tác cơ học.
Đơn vị lực là Niutơn, kí hiệu là N, cùng các bội số của nó như KiloNiutơn, kí
hiệu kN.
1KN = 1000N, 1MG = 1000KN = 1.000.000N
Biểu diễn lực:
Lực là một đại lượng Vector. Vector có gốc trùng với điểm đặt của lực, phương
chiều trùng với phương chiều của lực, độ dài tỷ lệ với trị số của lực.
Mô hình toán học của lực là vectơ lực, kí hiệu F . Điểm đặt của vectơ lực là
điểm đặt của lực. Phương chiều của vectơ lực là phương chiều tác dụng của lực.
Mođun của vectơ lực biểu diễn cường độ tác dụng của lực (với tỉ lệ xích được
chọn) . Giá mang vectơ lực được gọi là đường tác dụng của lực (hình 11)
Hình 12
Hình 11
1.1.4. Các định nghĩa khác
a) Hệ lực là một tập hợp nhiều lực
tác lên một vật rắn, được kí hiệu
( F1 , F2 ,..., FN ) hình (12).
Hai hệ lực gọi là tương đương khi chúng
gây cho cùng một vật rắn các trạng thái
chuyển động cơ học như nhau, kí hiệu
(hình 13) : ( F1 , F2 ,..., FN ) ( 1 ,... k )
Hình 13
6
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
Hợp lực của hệ lực là một lực duy
nhất tương đương với hệ lực. Gọi R là
hợp lực của hệ lực ( F1 , F2 ,..., FN ) thì (hình
14) :
n
R ( F1 , F2 ,..., FN ) Fi Hình 14
i 1
Hệ lực cân bằng là hệ lực mà dưới tác
dụng của nó vật rắn nằm ở vị trí cân
bằng (hình 15) :
( F1 , F2 ,..., FN ) 0
Hình 15
b) Ngẫu lực là một hệ lực gồm hai
lực song song ngược chiều và cùng
cường độ. Một ngẫu lực được đặc
trưng bởi các yếu tố sau
Mặt phẳng tác dụng ngẫu lực là
mặt phẳng P chứa hai lực thành Hình 16
phần của ngẫu lực (hình 16)
Chiều quay của ngẫu lực nằm trong mặt phẳng của nó.
Cường độ tác dụng của ngẫu lực được đặc trưng bằng tích số F.d, trong đó
F là giá trị của các lực thành phần, d là khoảng cách vuông góc giữa hai lực
thành phần được gọi là cánh tay đòn của ngẫu lực. Đơn vị ngẫu lực là
Niutơn.mét, kí hiệu Nm,và các bội của nó như kNm, MNm
Trong không gian, khi các ngẫu lực nằm trong những mặt phẳng khác nhau,
ngẫu lực được biểu diễn bằng vectơ momen ngẫu lực, kí hiệu là m ; được xác định
như sau (hình 17):
Phương vuông góc với mặt
phẳng chứa ngẫu lực.
Chiều : nhìn từ ngọn xuống
thấy chiều quay ngẫu lực
ngược chiều quay kim đồng hồ.
Mođun của vectơ momen ngẫu
lực bằng momen ngẫu lực, tức
bằng F.d. Hình 17
Qui ước gốc của vectơ m tại mặt
phẳng ngẫu lực.
7
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
Trong trường hợp khi các ngẫu lực
nằm trong cùng một mặt phẳng hoặc
trong các mặt phẳng song song nhau,
ngẫu lực được biểu diễn qua momen
đại số ngẫu lực, kí hiệu là : m F.d ,
lấy “+” khi ngược chiều quay kim
đồng hồ và lấy dấu “” trong trường
hợp ngược lại, ví dụ (hình 18),
m1 F1 .d 1 , m2 F2 .d 2 , m3 F3 .d 3 .
Hình 18
1.2. CÁC TIÊN ĐỀ TĨNH HỌC
1.2.1. Tiên đề 1 (Tiên đề về hai lực cân bằng)
Điều kiện cần và đủ để một vật rắn nằm cân bằng dưới tác dụng của hai lực
là hai lực đó có cùng đường tác dụng, ngược chiều và cùng cường độ.
Hai lực thoả mãn điều kiện này được gọi là hai lực cân bằng (hình 19a,b)
Hình 19
1.2.2. Tiên đề 2 (Tiên đề thêm bớt hai lực cân bằng)
Tác dụng của một hệ lực không thay đổi nếu thêm vào hoặc bớt đi hai lực cân bằng
Như vậy nếu ( F, F' ) là hai lực cân bằng thì (hình 110a) :
( F1 , F2 ,..., FN ) ( F1 , F2 ,..., FN , F ' , F )
Hoặc nếu hệ lực có hai lực F1 và F2 cân bằng nhau thì (hình 110b) :
( F1 , F2 ,..., FN ) ( F3 , F4 ,..., FN )
Hình 110a
8
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
Hình 110b
Hệ quả (định lý trượt lực):
Tác dụng của lực không thay đổi khi trượt lực trên đường tác dụng của nó.
Thực vậy thêm hai lực cân bằng nhau ( FB , FB' ) tại B có cùng cường độ với lực FA , ta
có (hình 111) :
( FA ) ( FB , FB' , FA ) ( FB )
Hình 111
Như vậy trong trường hợp lực tác dụng lên vật rắn (và chỉ đối với vật rắn)
điểm đặt lực không quan trọng, chỉ có đường tác dụng là quan trọng. Lực trong tĩnh
học vật rắn được biểu diễn bằng vectơ trượt.
1.2.3. Tiên đề 3 (Tiên đề hình bình hành lực)
Hai lực tác dụng tại một điểm
tương đương với một lực tác dụng
tại cùng điểm đó và có vectơ lực
bằng vectơ chéo của hình bình
hành với hai cạnh là hai vectơ lực
đã cho (hình 112). Hình 112
Nhờ tiên đề 3 phép cộng vectơ được sử dụng cho phép tính lực. Cần lưu ý rằng
nhờ hệ quả trượt lực, điều kiện hai lực đặt tại một điểm có thể thay thể bằng điều
kiện hai đường tác dụng của hai lực gặp nhau.
1.2.4. Tiên đề 4 (Tiên đề tác dụng và phản tác dụng)
Lực tác dụng và lực phản tác dụng giữa hai vật có cùng đường tác dụng và
hướng ngược chiều nhau (hình 113).
9
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
Hình 113
Chú ý rằng lực tác dụng và lực phản tác dụng không phải là hai lực cân bằng vì
chúng không tác dụng lên cùng một vật rắn. Tiên đề tác dụng và phản tác dụng
đúng cho mọi hệ qui chiếu (hệ qui chiếu quán tính và không quán tính) và là cơ sở
cho phép mở rộng các kết quả đã khảo sát đối với bài toán một vật sang bài toán hệ
vật.
1.2.5. Tiên đề 5 (Tiên đề hoá rắn)
Một vật biến dạng đã cân bằng dưới tác dụng của một hệ lực thì khi hoá rắn
nó vẫn cân bằng (hình 114).
Vậy hệ lực tác dụng lên “vật biến
dạng cân bằng” phải thoả mãn các
điều kiện như hệ lực tác dụng lên vật
rắn cân bằng. Do đó có thể sử dụng
các kết quả khảo sát đối với vật rắn
Hình 114
cân
bằng cho trường hợp vật biến dạng cân bằng. Tuy nhiên đó chỉ là điều kiện cần
chứ không phải là điều kiện đủ. Để khảo sát bài toán cân bằng của vật biến dạng
ngoài các kết quả nhận được khi khảo sát vật rắn cân bằng cần thêm vào các giả
thiết về biến dạng (ví dụ, định luật Húc trong sức bền vật liệu).
1.2.6. Tiên đề 6 (Tiên đề thay thế tương đương liên kết)
Vật không tự do cân bằng có thể được xem là vật tự do cân bằng bằng cách giải
phóng tất cả các liên kết và thay thế tác dụng các liên kết được giải phóng bằng các
phản lực liên kết thích hợp (hình 115).
Hình 115
Qui tắc tìm các đặc trưng của phản lực liên kết đối với một số liên kết thường
gặp (các liên kết không ma sát).
10
- z
Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
A
1.3. LIÊN KẾT VÀ PHẢN LỰC LIÊN KẾT
y
1.3.1. Khái niệm về vật liên kết và vật tự0 do
Vật A đặt trong không gian có 6 khả
năng chuyển động độc lập: Tịnh tiến
x
theo 3 trục và quay quanh 3 trục, được
gọi là 6 bậc tự do (hình 1.16a)
Khi vật chịu những điều kiện làm
cản trở chuyển động của nó, ta nói vật
đã chịu liên kết. Vật gây ra cản trở
chuyển động gọi là vật gây liên kết.
Vậy liên kết là những điều kiện cản
trở chuyển động của vật. Trong tĩnh học
liên kết được thực hiện bằng sự tiếp Hình 116a
xúc, nối (bản lề, hàn, dây..) giữa các
vật.
1.3.2. Khái niệm về phản lực liên kết
Phản lực liên kết (gọi tắt là phản lực) là lực từ vật gây liên kết tác dụng lên vật
chịu liên kết (hình 1.16b) có tác dụng cản trở chuyển động của vật. Phản lực liên kết
có phương là phương mà nó ngăn cản chuyển động của vật, có chiều ngược với
chuyển chuyển động của vật bị ngăn cản.
Nói chung xác định phương, chiều của phản lực liên kết N
theo quy tắc sau: tương ứng với hướng di chuyển thẳng bị cản A
trở có phản lực ngược chiều; tương ứng với hướng di chuyển
quay bị cản trở có ngẫu lực ngược chiều. Các lực không phải
B
là lực liên kết gọi là lực chủ động (lực hoạt động). Các lực do
vật tác dụng lên vật liên kết với nó gọi là áp lực. P
Trong ví dụ hình 1.16b, vật B gây liên kết, vật A chịu liên
Hình 116b
kết. Vật A tác dụng lên vật B một lực P ; theo tiên đề tác
dụng và phản tác dụng, vật B cũng tác dụng lên vật A lực N
và N P , N là phản lực liên kết.
1.3.3. Các loại liên kết thường gặp
a) Liên kết tựa : Hai vật tựa trực tiếp lên nhau, chỗ tiếp xúc là bề mặt hoặc
đường hoặc điểm. Phản lực tựa có phương vuông góc với mặt tựa (hoặc
đường tựa ) (hình 117)
11
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
Hình 117
b) Liên kết dây mềm, thẳng : phản lực của dây tác dụng lên vật khảo sát đặt vào
điểm buộc dây và hướng vào dây. Phản lực của vật rắn tác dụng lên dây được
gọi là sức căng dây, kí hiệu là T. Sức căng của dây hướng dọc và hướng ra đối
với mặt cắt dây (hình 118a,b).
Hình 118
c) Liên kết bản lề. Hai vật có liên
kết bản lề khi chúng có trục
(chốt) chung. Trong trường
hợp này hai vật tựa vào nhau
theo đường nhưng điểm tựa
chưa được xác định. Phản lực
liên kết R đi qua tâm của trục
và có phương chiều chưa xác
định. Phản lực được phân
thành hai thành phần vuông góc
với nhau ( R x R y ), nằm trong
mặt phẳng thẳng góc với
đường trục tâm của bản lề Hình 119
(hình 119a,b)
12
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
d) Liên kết gối: dùng để đỡ các dầm,
khung v..v…có loại gối cố định và
gối có con lăn (gối di động). Phản lực
liên kết của gối cố định được xác
định như liên kết bản lề, còn phản
lực liên kết của gối có con lăn được
tìm theo qui tắc của phản lực liên kết
Hình 120
tựa (hình 120).
e) Liên kết gối cấu được thực hiện nhờ một quả cầu gắn vào đầu của vật chịu liên
kết và được đặt trong một vỏ cầu gắn liền với vật gây liên kết. Phản lực gối cầu đi
qua tâm O của vỏ cầu, có phương chiều chưa xác định. Thường phản lực gối cầu
được phân thành ba thành phần vuông góc ( R x , R y , R z ) đặt tại tâm O của vỏ cầu
(hình 121). Trường hợp tương tự liên kết gối cầu là liên kết cối (ổ chắn)(hình 122).
Hình 121 Hình 122
g) Liên kết ngàm là liên kết khi vật được nối cứng vào một vật khác (ví dụ, hàn).
Trong trường hợp ngàm phẳng phản lực liên kết gồm hai lực thẳng góc với nhau và
một ngẫu lực nằm trong mặt phẳng chứa hai lực (hình 123). Đối với ngàm không
gian, phản lực liên kết gồm ba thành phần lực vuông góc với nhau (dọc ba trục toạ
độ) và ba thành phần ngẫu lực trong ba mặt phẳng toạ độ (hình 124).
Hình 124
Hình 123
13
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
h) Liên kết thanh được thực hiện nhờ các thanh thoả mãn các điều kiện sau : chỉ có
lực tác dụng ở hai đâu, còn dọc thanh không có lực tác dụng và trọng lượng thanh
được bỏ qua (ví dụ, các thanh không trọng lượng, liên kết bằng các liên kết trụ hoặc
cầu). Phản lực có phương đi qua hai điểm chịu lực (hình 125).
Nói chung, liên kết có thể có kết cấu
đa dạng. Xác định phương chiều của
phản lực liên kết trong trường hợp chung
theo qui tắc sau: tương ứng với hướng di
chuyển thẳng bị ngăn trở có phản lực
ngược chiều, tương ứng với hướng di
chuyển quay bị ngăn trở có ngẫu lực
ngược chiều. Hình 125
NHẬN ĐỊNH VỀ LỰC TÁC DỤNG LÊN VẬT RẮN
Khi khảo sát vật rắn ta phải tách riêng vật rắn đó ra và đặt các lực đã cho cũng
như phản lực liên kết lên vật rắn. Việc đặt các phản lực đã cho thường không quá khó
khăn, vấn đề quan trọng là đặt các lực liên kết cho đúng và đầy đủ. Để đặt các phản
lực liên kết lên vật khảo sát ta tách các vật đó ra khỏi các vật xung quanh, nghĩa là bỏ
các liên kết đi và thay bằng các phản lực liên kết tương ứng, công việc đó được gọi là
giải phóng liên kết. Sau khi đặt các phản lực và cho các phản lực liên kết ta có thể
xem vật khảo sát như vật tự do cân bằng dưới tác dụng của các lực ấy.
Thí dụ 2: Qủa cầu đồng chất trọng lượng P treo vào mặt tường nhẵn thẳng đứng nhờ
dây OA. Xác định hệ lực tác dụng lên quả cầu?
14
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
CÂU HỎI LIÊN QUAN
1. Tại sao xem các vật rắn là rắn tuyệt đối? Khi nào vật rắn được gọi là cân bằng?
2. Lực là gì? Các yếu tố để xác định một lực? Cách biểu diễn lực như thế nào?
3. Hợp lực của hệ lực là lực như thế nào?
4. Hai lực trực đối là 2 lực như thế nào? Hai lực cân bằng là hai lực như thế nào?
5. Cho ví dụ và giải thích tiên đề tác dụng và phản tác dụng.
6. Xác định hợp lực của 2 lực cùng điểm đặt?
7. Nêu các loại liên kết thường gặp? (Cách biểu diễn và tính chất phản lực).
Bài tập:
1. Một vật có khối lượng m nằm yên trên mặt phẳng nghiêng nhờ lực F song song
với mặt phẳng nghiêng đó (hình 126a). Tìm hệ lực tác dụng lên vật.
2. Vật A có khối lượng m chịu liên kết như hình 126b. Tìm hệ lực tác dụng lên vật.
F
Hình 126a
Hình 126b
3. Thanh AB có khối lượng m, đầu A có liên kết bản lề cố định, đầu B tựa lên mặt
trụ như hình 126c. Tìm hệ lực tác dụng lên thanh.
4. Trụ có khối lượng m được đặt lên bộ đỡ như hình 126d. Tìm hệ lực tác dụng lên
trụ.
5. Cho hệ dầm cân bằng chịu lực như trên hình 1.26e, 1.26f. Hãy giải phóng các liên
kết cho từng dầm.
B
A
O
Hình 126c
Hình 126d
A
B
D 15
C
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
Hình 126e
Hình 126f
BÀI 2: HỆ LỰC PHẲNG
Hệ lực phẳng là một tập hợp các lực có đường tác dụng nằm trong cùng một mặt
phẳng (hình 21).
A. HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY
2.1. KHẢO SÁT HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÌNH
HỌC
2.1.1. Xác định hợp lực của hai lực đồng quy
16
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
a. Định nghĩa
Hệ lực phẳng đồng quy là hệ lực có đường tác dụng của các lực nằm trên cùng một
mặt phẳng và cắt nhau tại 1 điểm. (Hình 21)
Hình 2 1: Hệ lực phẳng đồng quy
b. Quy tắc hình bình hành lực
Giả sử có 2 lực F 1 và F 2 đồng quy tại A, phương của 2 lực hợp với nhau một góc α,
theo tiên đề 3 hợp lực R là đường chéo hình bình hành.
Hình 2.2
17
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
c. Quy tắc tam giác lực
2.1.2. Phân một lực thành hai lực đồng quy theo hai hướng đã cho.
18
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
19
- Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR VT
2.1.3. Thu gọn hệ lực phẳng đồng quy bằng phương pháp hình học.
2.1.4. Điều kiện cân bằng của hệ lực phẳng đồng quy bằng phương pháp hình
học.
20
nguon tai.lieu . vn