Bài giảng Cơ học ứng dụng - Chương 1: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối - Nguyễn Thái Hiền

29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.1. Các khái niệm cơ bản  
1.2. Hệ tiên đề tĩnh học  
Những  
vấn đề  
1.3. Liên kết – Phản lực liên kết  
cơ bản  
của tĩnh  
học vật  
1.4. Điều kiện cân bằng và các phương trình cân  
bằng của hệ lực không gian  
rắn tuyệt  
đối  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.1.3. Lực  
1.1. Các khái niệm cơ bản  
1.1.1. Vật rắn tuyệt đối  
a. Khái niệm  
Lực là một đại lượng vector được dùng để đo lường sự  
tương tác cơ học giữa các vật thể với nhau. Nghĩa là khi thực  
hiện sự tương tác cơ học, các vật thể sẽ truyền cho nhau  
những lực. Lực là nguyên nhân gây ra sự biến đổi trạng thái  
chuyển động cơ học của vật, là nguyên nhân gây nên các  
biến dạng của vật.  
Vật rắn tuyệt đối là một tập hợp vô hạn các chất điểm mà  
khoảng cách giữa hai chất điểm bất kì luôn luôn không đổi.  
1.1.2. Cân bằng của vật rắn  
Vật rắn được gọi là cân  
bằng khi vị trí của nó không  
thay đổi so với vị trí của  
một vật nào đó được chọn  
làm chuẩn gọi là hệ quy  
chiếu.  
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
1
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.1.3. Lực  
1.1.3. Lực  
b. Phân loại lực  
a. Khái niệm  
b
F
Lực tập trung: Lực chỉ tác dụng lên một điểm của vật.  
Lực phân bố: Lực tác dụng lên nhiều điểm của vật  
Lực là một đại lượng vector, gồm  
A
có điểm đặt, phương chiều và độ  
• Lực phân bố theo đường: Là loại lực phân bố có các  
điểm tác động lên vật tạo thành một loại đường hình học  
trên vật (đường thẳng, đường tròn, ellipse, …). Đơn vị:  
N/m.  
lớn  
a
A: Điểm đặt của lực F  
F
Giá ab là phương của lực F, hướng của  
là chiều của lực tác dụng  
F
Độ lớn (cường độ) của lực F  
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.1.3. Lực  
1.1.3. Lực  
b. Phân loại lực  
b. Phân loại lực  
• Lực phân bố theo thể tích (lực khối): Là loại lực phân bố  
mà quỹ tích các điểm tác dụng lên vật tạo thành một loại thể  
• Lực phân bố theo mặt: Là loại lực phân bố mà quỹ tích các  
điểm tác dụng lên vật tạo thành một loại mặt hình học trên  
vật.  
tích hình học.  
3
Ký hiệu: . Đơn vị: N/m .  
Ví dụ: Trọng lực tác dụng lên vật là loại lực phân bố thể tích.  
Thể
tích cực nhỏ.  
   
V
C
p
Trọng lực là lực tập  
trung: khái niệm đúng  
nhưng không thật!  
Với : áp lực. Đơn vị: N/m2.  
p
P
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
2
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
b. Trường hợp riêng  
b1). Lực phân bố đều  
1.1.4. Quy đổi lực phân bố trên đoạn thẳng về lực tập  
trung tương đương  
l
a. Tổng quát  
l 2  
l 2  
q( x)  
D
Ω
A
B
B
Q
A
~
C
C
C
C
q const  
  q.l  
Q    q.l  
O
O
A
A
B
B
~
xA  
x
x
xD  
D
b2). Lực phân bố tam giác:  
x
xC  
xB  
1
Q    qmax.l  
1
b)  
xB  
  qmax.l  
2
a)  
qmax  
A
Q q(x).dx    
2
C
xA  
C
Với:  
A
~
xB  
B
B
D
2l 3  
2l 3  
xD q(x).x.dx Q xC  
xA  
l
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.1.5. Lực liên kết và lực hoạt động. Phản lực liên kết  
Lực hoạt động  
1.1.5. Lực liên kết và lực hoạt động. Phản lực liên kết  
Lực liên kết: Những lực đặc trưng cho tác dụng tương hỗ giữa  
các vật có liên kết với nhau qua chỗ tiếp xúc hình học.  
Lực hoạt động: Là những lực không bị mất đi cùng với liên kết.  
Phản lực liên kết: Lực do các liên kết phản tác dụng lên vật.  
Lực liên kết –  
phản lực liên  
kết  
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
3
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.1.6. Moment  
1.1.6. Moment  
Dưới tác động của một lực vật rắn có thể chuyển động tịnh  
tiến, chuyển động quay, hoặc vừa chuyển động tịnh tiến vừa  
quay đồng thời. Tác dụng của lực làm vật rắn quay sẽ được  
đánh giá bởi đại lượng moment của lực.  
Cách xác định chiều vector moment:  
a) Moment của lực đối  
với một điểm:  
  
mA (F) r F  
m F M F.d  
A
   
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.1.6. Moment  
1.1.6. Moment  
m F ??  
O
   
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
4
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.1.7. Moment  
b) Moment của lực đối với một trục:  
1.2. Hệ tiên đề tĩnh học  
Moment của lực F  
đối với trục quay  
Tiên đề 1: Tiên đề về hai lực cân bằng  
F
sẽ được quy ước là  
đại lượng dương  
(+) nếu nhìn dọc  
theo trục quay từ  
ngọn của trục ấy ta  
thấy lực hình chiếu  
F’ sẽ có xu hướng  
quay quanh tâm O  
ngược chiều kim  
đồng hồ và ngược  
lại.  
Điều kiện cần và đủ để cho hai hệ lực cân bằng là chúng có cùng  
đường tác dụng, hướng ngược chiều nhau và có cùng cường độ.  
A(x,y,z)  
mo (F)  
r
F
F
F '  
F '  
A
B
A
B
F '  
O
m(F) mO (F ')  
m(F) hch[mO (F)]  
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.2. Hệ tiên đề tĩnh học  
1.2. Hệ tiên đề tĩnh học  
Tiên đề 3: Tiên đề hình bình hành lực  
Tiên đề 2: Tiên đề thêm bớt hai lực cân bằng  
Tác dụng của một hệ lực không thay đổi nếu thêm hoặc bớt hai  
lực cân bằng.  
Hệ hai lực cùng đặt tại một điểm tương đương với một lực đặt  
tại điểm đặt chung và có vector lực bằng vector chéo hình bình  
hành mà hai cạnh là hai vector biểu diễn hai lực thành phần.  
=> Tác dụng của một hệ lực không thay đổi khi trượt lực trên  
đường tác dụng của nó.  
  
R F F  
1
2
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
5
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.2. Hệ tiên đề tĩnh học  
1.2. Hệ tiên đề tĩnh học  
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, hướng ngược chiều nhau và có cùng cường độ.  
Tiên đề 5: Tiên đề hóa rắn  
Một vật biến dạng đã cân bằng dưới tác dụng của một hệ lực thì  
khi hóa rắn lại nó vẫn cân bằng.  
Tiên đề 6: Tiên đề giải phóng liên kết  
Vật không tự do (vật chịu liên kết) cân bằng có thể được xem là  
vật tự do cân bằng nếu giải phóng các liên kết, thay thế tác dụng  
của các liên kết được giải phóng bằng các phản lực liên kết  
tương ứng.  
F
A
B
F '  
F  F '  
HCM 06/2014  
2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
ology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.3. Liên kết – Phản lực liên kết  
1.3.1. Khái niệm  
1.3. Liên kết – Phản lực liên kết  
Xác định Dof của vật rắn tự do hoàn toàn  
1.3.1.1. Vật rắn tự do hoàn toàn  
Trong không gian hai chiều: 2D  
Là vật rắn có thể thực hiện được mọi dạng chuyển động trong  
không gian mà không có bất kỳ cản trở nào.  
y
S
  
①: tịnh tiến thẳng theo  
②
1.3.1.2. Bậc tự do của vật rắn  
phương ngang.  
Là số chuyển động độc lập mà vật rắn ấy có thể thực hiện đồng  
thời trong không gian. Ví dụ: chuyển động của quạt trần và của  
trái đất là 2 chuyển động độc lập.  
②: tịnh tiến thẳng theo  
③
phương đứng.  
O
x
①
③: quay.  
Ký hiệu bậc tự do của vật rắn là Dof (Degree of freedom).  
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
6
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.3. Liên kết – Phản lực liên kết  
1.3. Liên kết – Phản lực liên kết  
Trong không gian 3 chiều: 3D  
1.3.1.3. Liên kết  
z
   
V
Là những đối tượng có tác dụng hạn chế khả năng chuyển động  
của vật rắn trong không gian.  
Ràng buộc của liên kết (Rlk): Là sô  
liên kết.  
́ chuyển độc lập bị mất do  
O
Rlk là một thông số đánh giá khả năng cản trở chuyển động  
của liên kết đối với vật và nó được định nghĩa bằng số chuyển  
động độc lập mà vật rắn bị mất đi do liên kết ấy.  
y
x
Chú ý rằng một chuyển động độc lập bao gồm cả hai chiều  
chuyển động theo một phương.  
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.3. Liên kết – Phản lực liên kết  
1.3.1.4. Phản lực liên kết  
Bậc tự do của hệ nhiều vật rắn có liên kết với nhau  
Là những lực do các liên kết phản tác dụng lên vật  
Khảo sát một hệ thống cơ học gồm có n vật rắn được liên  
Phản lực liên kết là những lực thuộc loại lực thụ động (bị  
động).  
kết với nhau bởi m liên kết.  
m
Rlk  
- Tổng các ràng buộc của các liên kết trong hệ là:  
Tính chất  
j
j1  
m
Rlk  
Tính chất 1: Số phản  
lực liên kết của một loại  
liên kết sẽ bằng số làm  
tròn của ràng buộc liên  
kết ấy.  
Dof = 3n -  
Xét một cơ hệ trong không gian hai chiều (2D):  
j
hệ  
V
  
j1  
m
Dofhê 6n Rlk  
Xét một cơ hê  
̣
trong không gian ba chiều (3D):  
j
> 0: hệ không luôn cân bằng với mọi loạijt1ải  
Khi Dof  
hệ  
tác động.  
PA  
P
B
Khi Dof hê ≤ 0: hệ luôn cân bằng với mọi loại tải tác động.  
̣
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
7
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Tính chất 2: Vị trí đặt các phản lực liên kết trùng với vị trí  
2. Liên kết tựa nhẵn  
của các liên kết ấy (Đặt tại vị trí có liên kết).  
Tính chất 3: Phương của các phản lực liên kết sẽ trùng  
NA  
với phương của các chuyển động độc lập bị mất đi.  
Tính chất 4: Chiều của các phản lực liên kết sẽ ngược  
với chiều của các chuyển động độc lập bị mất đi.  
Các liên kết thông dụng trong cơ học  
A
1. Liên kết dây  
Có một phản lực liên kết , số ràng buộc Rtựa = 1  
Có một phản lực liên kết , số ràng buộc Rdây = 1  
T
: Lực căng dây  
N
A : Phản lực tựa  
T
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
2. Liên kết tựa nhẵn  
2. Liên kết tựa nhẵn  
   
S
tB  
NB  
NA  
B
tA  
A
Tựa  
tA : tiếp tuyến riêng của bề mặt cố định tại điểm gẫy A.  
tB : tiếp tuyến riêng của vật tại vị trí điểm B.  
NA  
N
,
B: phản lực pháp tuyến.  
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
8
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Khớp bản lề cố định  
3. Liên kết khớp bản lề  
a. Khớp bản lề cố định (khớp bản lề ngoại cố định, gối cố định).  
S
   
Rbl = 2  
Có 2 phản lực  
 
  
liên kết.  
Fx Fy F  
Mô hình liên kết khớp bản lề trong lý thuyết  
Chiều phản lực dự đoán  
RA  
A
Ax  
A
Ay  
A
Ay  
A
A
Loại liên kết này có chiều và độ lớn của các phản lực liên  
kết chưa biết.  
Ax  
A
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
b. Khớp bản lê trượt (khớp bản lề ngoại trượt, khớp bản lề di  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
̀
động, gối di động)  
Loại liên kết này chỉ cho phép trượt qua lại theo phương  
trượt và quay trong mặt phẳng nhưng không tịnh tiến thẳng  
lên, xuống theo phương vuông góc với phương trượt. Để  
trượt nhẹ người ta lắp thêm con lăn (hình 1.30).  
Rblt = 1  
Mô hình liên kết khớp bản lề di động trong lý thuyết  
   
V
NA  
Có 1 phản lực liên kết.  
Chiều và độ lớn phản lực  
chưa biết.  
A
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
9
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
c. Khớp bản lề nội  
'
  
x
  
Ay  
①
'
②
A  A  
x
①
②
  
②
①
  
y
'
'
y
AX  
A  A  
A
x
Ay  
Khớp bản lề nội  
Rbln = 2  
Có 2 phản lực liên kết tác động lên từng vật thỏa tiên đề  
4.  
HCM 06/2014  
/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
nology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Ví dụ  
Ví dụ  
Giải phóng liên kết  
Khớp BL nội  
2RB  
Khớp BL di động  
1RB  
Q 2qa  
Bậc tự do của cơ hệ:  
+ Số vật: 2  
Dy  
Cx  
Dx  
Dy'  
P 2qa  
+ Tổng số RB: 6  
y
Dof 3.26 0  
P 2qa  
x
Dx'  
M
A
x
Ay  
NF  
LK tựa  
1RB  
Khớp BL Cố định  
2RB  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
10  
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
4. Liên kết khớp cầu  
5. Liên kết ngàm phẳng  
z
Rcầu = 3  
Có 3 phản lực  
V
  
liên kết.  
Rngàm2D = 3  
Có 3 phản lực liên kết.  
z A  
A
y Ax  
MA  
xA  
y
yA  
A
x
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
7. Liên kết thanh  
6. Ngàm không gian (ngàm 3 chiều )  
Rngàm3D = 6  
Khảo sát thanh thẳng hoặc cong thỏa đồng thời ba điều  
kiện sau:  
Có 6 phản lực  
Có trọng lượng rất bé nên  
liên kết.  
có thể bỏ qua được.  
V
  
Có hai liên kết ở hai đầu  
cuối của mỗi thanh thuộc  
ba loại liên kết sau đây:  
khớp cầu, khớp bản lề, tựa  
nhẵn.  
D
B
Ngàm  
A
z MxA  
MyA  
Ax  
A
y
Ay  
Các thanh không chịu tác  
MzA  
động  
của  
lực  
hoặc  
C
x
A
moment ở giữa thanh.  
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
11  
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Liên kết thanh  
Ví dụ  
Nếu những thanh thỏa mãn đồng thời các điều kiện như trên  
được dùng làm các liên kết cho vật rắn thì chúng sẽ được gọi  
là các liên kết thanh. Mỗi liên kết thanh sẽ có một ràng buộc  
và sinh ra một phản lực tác động lên vật. Phản lực của liên kết  
thanh luôn có tính chất nằm trên một đường thẳng nối liền hai  
đầu có liên kết thanh.  
RA'  
RA  
RC  
Không là Liên kết thanh  
A: khớp cầu; B,D: bản lề; C: tựa nhẵn.  
'
Ay  
Ay  
C
RB AB  
'
x
A
x
A
Cy  
AB, CD : 2 liên kết thanh  
RD CD  
Cx  
A RA cos; Ay RA sin  
x
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
8. Ổ đỡ - ổ đỡ chặn.  
Ổ đỡ  
Ổ đỡ  
Dùng để đỡ các trục quay, ổ trục chịu  
tác dụng của các lực đặt lên trục và  
truyền lực này vào thân máy, bệ máy.  
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
12  
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.4. Điều kiện cân bằng và các phương trình cân bằng  
của hệ lực không gian  
1.4. Điều kiện cân bằng và các phương trình cân bằng  
của hệ lực không gian  
1.4.1. Thu gọn hệ lực không gian về tâm O  
b. Định lý dời lực song song  
1.4.1. Thu gọn hệ lực không gian về tâm O  
a. Định lý 3 lực  
Có thể di dời song song một lực đến một điểm đặt mới nằm ngoài  
đường tác dụng cũ của nó nếu ta thêm vào trong quá trình dời song  
song ấy một vector moment bằng vector moment của lực trước khi  
di dời lấy đối với tâm sẽ được dời đến.  
Nếu vật rắn đã cân bằng với hệ 3 lực thì hệ 3 lực ấy sẽ thỏa mãn  
đồng thời 2 điều kiện:  
- Đồng phẳng  
- Hoặc đồng quy, hoặc song song  
lA  
F
l A // lB  
A
F
B
MB (F)  
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.4. Điều kiện cân bằng và các phương trình cân bằng  
của hệ lực không gian  
lA  
F
l A // lB  
d
1.4.1. Thu gọn hệ lực không gian về tâm O  
F'  
A
  
  
B
F"  
F, F"  
: Ngẫu lực – Hai lực cùng  
phương, ngược chiều,  
bằng nhau về độ lớn và  
có điểm đặt khác nhau.  
lA  
F' F" F  
Moment của ngẫu:  
F
l A // lB  
M F.d MB  
F
   
A
F
B
MB (F)  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
13  
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.4. Điều kiện cân bằng và các phương trình cân bằng  
của hệ lực không gian  
1.4. Điều kiện cân bằng và các phương trình cân bằng của  
hệ lực không gian  
1.4.2. Định nghĩa vector chính  
Vector chính của một hệ nhiều lực là vector tổng của các vector lực  
trong hệ lực ấy.  
1.4.3. Định nghĩa vector moment chính  
Vector moment chính của một hệ lực đối với một tâm là vector tổng  
của các vector moment từng lực thành phần trong hệ lấy đối với cùng  
tâm ấy.  
R   
F
F
F
x
jx  
jy  
jz  
n
MOx  
M (F ) M (F )  
Ox x  
R F R   
j  
j  
j
y
n
j1  
MO  
M
M  
M (F ) M (F )  
O
Oy  
Oy  
y
j1  
j  
j  
R   
z
Tính chất:  
MOz  
M (F ) M (F )  
Oz  
j
z
j
-Đối với 1 hệ lực xác định, vector chính của hệ lực đó là vector hằng  
bất biến thứ nhất của hệ lực.  
-Vector chính của một hệ lực là một vector tự do, có thể nằm trên  
đường tác dụng song song tùy ý trong không gian tồn tại của hệ lực.  
Hình chiếu của vector Moment chính lên phương của vector  
chính là hằng số bất biến thứ 2 của hệ lực  
Vector moment chính Thành phần cơ bản thứ hai của một hệ lực  
HCM 06/2014  
Vector chính Thành phần cơ bản thứ nhất của một hệ lực  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
1.4. Điều kiện cân bằng và các phương trình cân bằng  
của hệ lực không gian  
1.4.5. Điều kiện cân bằng của hệ lực  
Bài tập 1. Cho Q = 2 kN, F = 10kN, q = 2kN/m, M = 8kN.m, a  
= 1m, b =2m, α = 450 , β = 600. Xác định các phản lực tại A,  
B.  
Điều kiện cần và đủ để hệ lực không gian cân bằng là vector chính  
và moment chính của hệ lực đối với một điểm bất kì phải đồng thời  
bị triệt tiêu.  
R F 0  
x
jx  
n
R F 0 R F 0  
j
y
jy  
j1  
R F 0  
z
jz  
Hệ có 1 vật (khung).  
(Fj ) O   
MOx  
M (F ) 0  
Ox  
Tại B có liên kết khớp bản lề cố định: 2 ràng buộc.  
Tại A có liên kết khớp bản lề di động: 1 ràng buộc.  
j  
n
M M (F ) 0 M  
M (F ) 0  
O
O
j
Oy  
Oy  
j  
j1  
MOz  
M (F ) 0  
Dof 312 1 0  
Oz  
j
Hệ tĩnh định.  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
14  
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Bài tập 1  
Các phương trình cân bằng:  
Bài tập 1  
.Cho Q = 2 kN, F =  
10kN, q = 2kN/m, M =  
8kN.m, a = 1m, b =2m, α  
= 450 , β = 600. Xác định  
các phản lực tại A, B.  
By  
(+)  
Bx  
B
Q
2m  
F 0  
Ay  
  
x
2m  
Fx  
M
D
F 0  
y
C
E
2m  
Fy  
1m  
By  
m F 0  
B i   
Trong đó:  
  
2m  
Bx  
1
Q q. a b 3kN  
B
Q
Bx Fx 0  
2
2 a b / 3  
Ay  
Fx F cos600 5kN  
B Q 0  
y
Fx  
M
Fy F sin 600 5 3kN  
A
M F  
2 1 F . 2 Q. 2 2
2 3 0  
y   
  
x
Fy  
F
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Bài tập 2  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Bài tập 2  
Giải phóng liên kết  
Q 2qa  
Dy'  
Cho khung ABCD liên kết với thanh DF nhờ khớp bản lề tại  
D. Xác định các phản lực liên kết tại A, C, D, F?  
Dy  
Dx'  
Cx  
Dx  
P 2qa  
M
y
P 2qa  
x
NF  
3 ẩn số  
A
5 ẩn số  
x
Ay  
F 0  
F 0  
  
x
  
x
F 0  
F 0  
y
y
m F 0  
D i   
m
F 0  
A i   
  
  
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
15  
29/08/201414  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Dy'  
Bài tập 2  
Bài tập 2  
Lưu ý:  
F 0  
'
x
Q 2qa  
  
Dx'  
x
D D qa  
x
Dy  
Dx  
M
D D' qa  
F 0  
y
y
y
Cx  
P 2qa  
y
m
F 0  
A i   
  
NF  
P 2qa  
x
Ax  qa  
Ay 3qa  
Ax P Cx Dx 0  
x
'
F 0  
Dx NF 2 / 2 0  
D' N 2 / 2 0  
A P Q D 0  
NF qa 2  
A
  
x
y
y
y
x
Ay  
D' qa  
F 0  
P .a Cx.2a Q.a Dx.2a Dy.2a 0  
y
x
y
F
x
NF .DF M 0  
Dy' qa  
m F 0  
D i   
  
Cx  2qa  
HCM 06/2014  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
Applied Mechanic  
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối  
Bài tập 2  
NF qa 2  
Kết quả  
D' qa  
x
D' qa  
y
(ngược chiều đã chọn ban đầu)  
C 2qa  
x
(ngược chiều đã chọn ban đầu)  
Ax qa  
Ay 3qa  
HCM 06/2014  
Hochiminh city Universityof Technology  
Applied Mechanic  
16  
pdf 16 trang baolam 23960 Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Cơ học ứng dụng - Chương 1: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối - Nguyễn Thái Hiền", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_co_hoc_ung_dung_chuong_1_nhung_van_de_co_ban_cua_t.pdf