chương 1 - những vấn Đề cơ bản của tĩnh học vrtĐ
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
1/79
Chương I
Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
2/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
TĨNH HỌC
TRẠNG THÁICÂN BẰNG
THU GỌN HỆ LỰC
ĐIỀU KIỆNCÂN BẰNG
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
3/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1. Các khái niệm cơ bản
2. Hệ tiên đề tĩnh học
3. Liên kết – Phản lực liên kết 4. Điều kiện cân bằng và các
phương trình cân bằng của hệ
lực
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
4/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1. Các khái niệm cơ bản
1.1. Vật rắn tuyệt đối
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.
Vật rắn tuyệt đối
Vật rắn biến dạng
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
5/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
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.
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
6/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.3. Lực
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.
Khái niệm
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
7/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Lực là một đại lượng vector, gồm có điểm đặt, phương chiều
và độ lớn
A
F
A: Điểm đặt của lực F
F
Độ lớn (cường độ) của lực F(đơn vị: N – kg.m/s2)
Giá ab là phương của lực F, hướng của là chiều của lực tác dụng
a
b
F
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
8/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Lực phân bố: Lực tác dụng lên nhiều điểm của vật
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.
Phân loại lực
Lực tập trung: Lực chỉ tác dụng lên một điểm của vật.
Cách 1: theo dạng hình học của lực
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
9/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
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.
Với : áp lực. Đơn vị: N/m2.p
p
ấ ề ắ ố
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
10/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
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 tích
hình học.
Ký hiệu: . Đơn vị: N/m3.
Trọng lực là lực tập trung: khái niệm đúng nhưng không thật! P
C
Thể tích cực nhỏ. V
Ví dụ: Trọng lực tác dụng lên vật là loại lực phân bố thể tích.
ấ ề ắ ố
Ấ Ề Ả Ủ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
11/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Nội lực: là những lực do
những đối tượng bên
trong hệ thống khảo sát
sinh ra để tác động vào
những vị trí bên trong hệ
thống đang xét
Phân loại lực
Ngoại lực: là những lực do những đối tượng bên ngoài hệ
thống khảo sát sinh ra để tác động vào những vị trí bên trong
hệ thống đang xét.
Cách 2:
ấ ề ắ ố
Ữ Ấ Ề Ả Ủ Ĩ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
12/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.5. Một số khái niệm khác:
Vật thể tự do: là những vật có khả năng thực hiện mọi dạng
chuyển động.
Vật thể chịu liên kết: là những vật mà một số chuyển động
không thực hiện được.
Liên kết: là những vật thể gây ra cản trở chuyển động của vật
khảo sát.
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.
ấ ề ắ ố
Ữ Ấ Ề Ả Ủ Ĩ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
13/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.5. Một số khái niệm khác:
Phản lực liên kết: Lực sinh ra do các liên kết phản tác dụng lên
vật.
+ Điểm đặt: tại điểm tiếp xúc của vật liên kết với vật khảo sát
+ Cùng phương ngược chiều với chuyển động bị cản
+ Độ lớn phụ thuộc vào đặc điểm của hệ lực hoạt động.Lựchoạtđộng
Lực liên kết – phản lực liên kết
ấ ề ắ ố
Ữ Ấ Ề Ả Ủ Ĩ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
14/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.5. Một số khái niệm khác:
Hệ lực: Là một tập hợp nhiều lực đang tác động lên đối tượng
khảo sát.
Ký hiệu hệ n lực:
Phân loại hệ lực:
Cách 1: Dựa trên cơ sở nguyên nhân gây ra lực từ bên trong
hay bên ngoài cơ hệ mà lực được gọi là ngoại lực hay nội lực.
( ), j 1, n j F
ấ ề ậ ắ ệ ố
Ữ Ấ Ề Ả Ủ Ĩ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
15/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.5. Một số khái niệm khác:
Phân loại hệ lực:
Cách 2: Dựa vào đặc điểm bố trí đường tác dụng của hệ lực mà
hệ lực thuộc một trong các loại sau:
Hệ lực đồng quy: là hệ lực mà đường tác dụng của tất cả các
lực giao nhau tại 1 điểm. Điểm giao nhau gọi là điểm đồng quy.
Ch I Nhữ ấ đề bả ủ ĩ h h ậ ắ ệ đối
Ữ Ấ Ề Ả Ủ Ĩ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
16/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.5. Một số khái niệm khác:
Phân loại hệ lực:
Hệ lực song song: là hệ lực mà đường tác dụng của tất cả các
lực song song với nhau.
F
F 1 F
2 F n F
F
F
Ch I Nhữ ấ đề bả ủ tĩ h h ật ắ t ệt đối
Ữ Ấ Ề Ơ Ả Ủ Ĩ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
17/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.5. Một số khái niệm khác:
Phân loại hệ lực:
Hệ lực phẳng: là hệ lực mà đường tác dụng của tất cả các lực
cùng nằm trong một mặt phẳng .
Hệ lực đồng trục: là hệ lực mà đường tác dụng của tất cả các
lực cùng nằm trên một đường thẳng .Hệ lực không gian: là hệ lực không thuộc bốn loại nêu trên.
1 F
2 F
n F
Ch I Nhữ ấ đề bả ủ tĩ h h ật ắ t ệt đối
Ữ Ấ Ề Ơ Ả Ủ Ĩ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
18/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.5. Một số khái niệm khác:
Hợp lực: nếu một hệ nhiều lực tương đương với một hệ mới chỉ
có duy nhất một lực , lực duy nhất đó được gọi là hợp lực của hệ nhiều lực .
Ký hiệu hợp lực:
Tính chất của hợp lực:• Vector của hợp lực được xác định bằng tổng của các vector lực trong hệ.• Hình chiếu của một vector lực lên 1
trục là một giá trị đại số.• Vector hợp lực của hệ lực chỉ nằm trên một đường tác dụng duy nhất trong không gian R3.
• Có những hệ lực luôn có hợp lực và cũng có những hệ lực
không bao giờ có hợp lực.
1
n
j
j
R F
Ch I Nhữ ấ đề bả ủ tĩ h h ật ắ t ệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
19/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.6. Moment
Moment của lực đối với một điểm:
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.
Ch ơ I Nhữ ấ đề ơ bả ủ tĩ h h ật ắ t ệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
20/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.6. Moment
Moment của lực đối với một điểm:
( )Om F r F
.Om F M F d Đơn vị: N.m
Chương I: Những ấn đề cơ bản của tĩnh học ật rắn t ệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
21/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.6. Moment
??Om F 060
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
22/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.6. Moment
O
??Om F
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
23/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Moment của lực đối với một trục:
Cho trục Δ đi qua điểm O, lấy moment của lực F đối với O.
Hình chiếu của vector lên trục Δ được gọi là moment
của lực F đối với trục Δ.
( )Om F
( )om F ( )m F ( ) ( ')Om F m F
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
24/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Moment của lực đối với một trục:
Phương pháp xác định moment của lực đối với 1 trục:
( ) [ ( )]O
m F hch m F
F
' F
r ( )om F
O y
z
x
i
j
k
( ) xyhch F
( , , ) A x y z
' ( , ,0) A x y
( )
o
x y z
x y z
i j k
m F x y z
F F F
im jm km
z y xm xF yF y F
x F
( )Om F r F
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
25/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Moment của hệ lực
o M
1 F 2 F
n F
O
1
( )n
o o j
j
M m F
1 2(F ) ( ) ( ) A A j A A M m m F m F
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
26/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
THU GỌN HỆ LỰC
1
( )n
o o j
j
M m F
R
1 F 2 F
n F
O
1
n
j
j
R F
o M
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
27/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.2. Hệ tiên đề tĩnh học
Tiên đề 1: Tiên đề về hai lực cân bằng
Điều kiện cần và đủ để cho hai hệ lực cân bằng là chúng có cùngđường tác dụng, hướng ngược chiều nhau và có cùng cường độ.
F A
' F B
F A
' F B
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
28/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Tiên đề 2: Tiên đề thêm bớt hai lực cân bằng
Tác dụng của một hệ lực không thay đổi nếu thêm hoặc bớt hailực cân bằng .
=> Tác dụng của một hệ lực không thay đổi khi trượt lực trên
đường tác dụng của nó.
1.2. Hệ tiên đề tĩnh học
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
29/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Tiên đề 3: Tiên đề hình bình hành lực
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.
1 2 R F F
1.2. Hệ tiên đề tĩnh học
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
30/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Tiên đề 4: Tiên đề tác dụng và phản tác dụng (ĐL III New ton)
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.
A' F
F
' F F
B
1.2. Hệ tiên đề tĩnh học
Chú ý:
Lực tác dụng và lực phản tác dụng không phải là 2 lực cân bằng
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
31/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.2. Hệ tiên đề tĩnh học
Tiên đề 5: Tiên đề hóa rắn
Một vật biến dạng đã cân bằng dưới tác dụng của một hệ lực thìkhi 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 làvật 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 .
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
32/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.3. Liên kết – Phản lực liên kết
Khái niệm
Là số chuyển động độc lập mà vật rắn ấy có thể thực hiện
đồng thời trong không gian.
Ký hiệu bậc tự do của vật rắn là Dof (Degree of freedom).
Là vật rắn có thể thực hiện được mọi dạng chuyển động trong
không gian mà không có bất k cản trở nào.
Vật rắn tự do hoàn toàn
Bậc tự do của vật rắn
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
33/79
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đốiNHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Xác định Dof của vật rắn tự do hoàn toàn
Trong không gian hai chiều: 2D
①
②
③
O
S
x
y3 Dof
① : tị nh tiến thẳng theo phương ngang
② : tị nh tiến thẳng theo phương đứ ng
③ : quay
1.3. Liên kết – Phản lực liên kết
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
34/79
C ươ g : N ữ g v đề cơ b củ ọc vậ uyệ đốNHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Trong không gian 3 chiều: 3D
Ch ý rằng một chuyển động độc lập bao gồm cả hai chiều
chuyển động theo một phương .
6 Dof
V
O
z
y
x
1.3. Liên kết – Phản lực liên kết
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
35/79
g g ọ ậ yệNHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
L iên kế t
Ràng buộc củ a liên kế t (Rlk)
Là số chuyển độc lậ p bị mất do liên kết .
R lk là một thông số đnh giá khả năng cản trở chuyển động
của liên kết đối vớ i vật và nó đượ c đị nh ngh a bằng số chuyển
động độc lậ p mà vật rắn bị mất đi do liên kết ấy.
Là nhữ ng đối tượ ng có tc dụng hạn chế khả năng chuyển động
của vật rắn trong không gian.
1.3. Liên kết – Phản lực liên kết
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
36/79
g g ọ ậ yệNHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Bậc tự do củ a h nhiều vật rắ n c l iên kế t vớ i nhau
Vớ i n là số vật rắn trong hệ. Khi Dof h > 0 : h không luôn cân bằng vớ i mọi loại tải
tc động.
Khi Dofh ≤ 0 : h luôn cân bằng vớ i mọi loại tải tc động.
Khảo st một hệ thống cơ học gồm có n vật rắn đượ c liên kết vớ i nhau bở i m liên kết.
Xt một cơ hệ trong không gian ba chiều (3D):
Xt một cơ hệ trong không gian hai chiều (2D): Dof hệ = 3n - m
lk j
j 1
R
- Tổng cc ràng buộc của cc liên kết trong hệ là:m
lk
j
j 1
R
1.3. Liên kết – Phản lực liên kết
Dof hệ = 6n -
mlk
j
j 1
R
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
37/79
g g ọ ậ yệNHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Phản lực liên kết
Phản lực liên kết l những lực thuộc loại lực thụ động (bịđộng).
BP AP
AR
BR
A
B
V
L những lực do các liên kết phản tác dụng lên vật
Tnh chất 1: Số phản
lực liên kết của một loại
liên kết sẽ bằng số lm
trn của rng buộc liên kết ấy.
T nh châ t
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
38/79
g g ọ ậ yệNHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Tnh chất 2: Vị trí đặt các phản lực liên kết trng với vị
trí của các liên kết ấy ( Đặt tại vị trí có liên kết). Tnh chất 3: Phương của các phản lực liên kết sẽ trng
với phương của các chuyển động độc lập bị mất đi.
Tnh chất 4: Chiều của các phản lực liên kết sẽ ngược với chiều của các chuyển động độc lập bị mất đi.
Phản lực liên kết
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
39/79
g g ọ ậ yệNHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Các mô hình liên kết và phản lực liên kết
Liên kết dây
T
Có một phản lực liên kết , số rng buộc Rdây = 1
T : Lực căng dây
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
40/79
g g ọ ậ yệNHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Liên kết tựa nhẵn (tựa trơn không ma sát)
Có một phản lực liên kết Rtựa = 1
: Phản lực tựa A N
A N
A
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
41/79
g g ọ ậ yệNHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
At
Bt
A N
B N
B
A
S
tB : tiếp tuyến riêng của vật tại vị trí điểm B
, : phản lực pháp tuyến. A N
B N
t A : tiếp tuyến riêng của bề mặt cố định tại điểm A
B N
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
42/79
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Tựa
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
43/79
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Liên kết khớp bản lề
Khớ p bản lề cô ́ đị nh ( khớ p bản lề ngoại cố định, gối cố định ).
Loại liên kết này có chiều và độ lớ n của các phản lự c liên kết chưa biết.
y A
x A
S
Chiều phản lực dự đoán
R = 2Có 2 phản lực liên kết
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
44/79
N ỮNG V N CƠ N CỦ N ỌC V
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Liên kết khớp bản lề
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
45/79
Ọ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
x y F F F
Khớp bản lề cố định
Mô hình liên kết khớp bản lề trong lý thuyết
A A A
x A
y A
A
x A
y A
A
A
A
R
Liên kết khớp bản lề
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
46/79
Ọ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Khớ p bản lê ̀ trư t ( khớ p bản lề ngoại trượt , khớp bản lề di
động , gối di động )
R = 1
Có 1 phản lực liên kết.
Loại liên kết ny chỉ cho phep 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 nh người ta lắp thêm con lăn.
Chiều và độ lớn phản lựcchưa biết.
V
A N
Liên kết khớp bản lề
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
47/79
Ọ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Mô hình liên kết khớp bản lề di động trong lý thuyết
A
Liên kết khớp bản lề
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
48/79
Ọ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Khớ p bản lề nội
R = 2
C 2 phản lực liên kết tác động lên tng vật tha tiên đề 4
① ② ① ②
'
'
x x
y y
A A
A A
①
x A
y A
② '
y A
'
X A
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
49/79
Ọ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Khớ p bản lề nội
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
50/79
Ọ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Liên kết khớp cầu
R= 3
Có 3 phản lực liên kết.
V
y
x
A A
x A
y
Az
z
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
51/79
Ọ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Liên kết ngàm phẳng
y A
x A A M
R = 3
Có 3 phản lực liên kết
Liên kết ngàm không gian
y A
A x
A y
Az
A x M
A
y M
A M
z x
Có 6 phản lực liên kết
R = 6
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
52/79
Ọ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Liên kết thanh
Khảo st thanh thẳng hoặc cong. Liên kết thanh xuất hiện
khi tha đồng thờ i ba điều kiện sau: Có trọng lượ ng rất b nên
có thể b qua đượ c.
Có hai liên kết ở hai đầu cuối của môi thanh thuộcba loại liên kết sau đây : khớ p cầu, khớ p bản lề, tự a nhn.
Cc thanh không chị u tc động của lự c hoặcmoment ở giữ a thanh.
B R
D R
A
B
C
D
V
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
53/79
Ọ
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Nếu nhữ ng thanh tha mãn đồng thờ i cc điều kiện như trên
đượ c dng làm cc liên kết cho vật rắn th chng s đượ c gọi là
cc liên kết thanh. Môi liên kết thanh s có một ràng buộc và
sinh ra một phản lự c tc động lên vật. P hản lự c của liên kết
thanh luôn có t nh chất nằm trên một đườ ng thẳng nối liền hai
đầu có liên kết thanh.
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
54/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Ổ đỡ - ổ đỡ chặn.
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.
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
55/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
Vector chính
Vector chính của một hệ nhiều lực là vector tổng của các vector lực tronghệ.
1
(a)
(b)
(c)
x jxn
j y jy j
z jz
R F
R F R F
R F
Vector chính Thành phần cơ bản thứ nhất của một hệ lực
Tính chất:- Đối với 1 hệ lực xác định, vector chính của hệ lực đó là vector hằng gọi là
bất biến với hệ lực đó.
- 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.
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
56/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
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 .
1
( ) ( ) (d)
( ) ( ) (e)
( ) ( ) (f)
Ox Ox j x jn
O O Oy Oy j y j
j
Oz Oz j z j
M M F M F
M M M M F M F
M M F M F
Vector moment chính Thành phần cơ bản thứ hai của một hệ lực
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
57/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Thu gọn hệ lực không gian về tâm O
Nếu vật rắn đã cân bằng với hệ 3 lực thì hệ 3 lực ấy s tha mãn đồng
thời 2 điều kiện:
- Đồng phẳng
- Hoặc đồng quy, hoặc song song
a. Định lý 3 lực
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
58/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Thu gọn hệ lực không gian về tâm O
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 s được dời đến.
b. Định lý dời lực song song
A
B
lA
lA
// lB F
F
( ) B M F
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
59/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
c. Định lý thu gọn hệ lực
Mọi hệ lực khi thu gọn về 1 tâm bất k trong không gian tồn tại của hệ lực đó bao giờ cũng tương đương với với hai thành phần cơ bản của hệ lực đối với tâm thu gọn đã chọn.
3( ) ~ [ , ], , 1, j O
F R M O R j n
A
B
l A
lA // l
B A
F
B
F
( ) B A M F
( ) ~ [ ,m ( )] A B B A F F F
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
60/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Các dạng tối giản của hệ lực
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
Dựa vo 2 thnh phần cơ bản của hệ lực khi thu gọn về 1 tâm,ta có 4 dạng tối giản của hệ lực như sau:
Dạng chuẩn 1: Khi 2 thành phần đều bằng 0
: Hệ lực cân bằng 0
0O
R
M
Dạng chuẩn 1: Khi 2 thành phần đều bằng 0
: Hệ tương đương 1 ngẫu (chuyển động quay thuần túy)0
0O
R
M
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
61/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Các dạng tối giản của hệ lực
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
Dạng chuẩn 3:
+ : hệ lực có hợp lực chính là vector chính tại O, vật chuyển
động tịnh tiến.
+ : hệ lực có hợp lực và hợp lực đi qua O.
0 & . 0O R R M 0O M
O
R M
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
62/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Các dạng tối giản của hệ lực
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
Dạng chuẩn 4:
Hệ lực không có hợp lực mà s tương đương với 1 lực và một ngẫu lực
0 & . 0O R R M
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
63/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Điều kiện cân bằng của hệ lực
Điều kiện cần và đủ để hệ lực không gian cân bằng là vector chính vàmoment chính của hệ lực đối với một điểm bất kì phải đồng thời bị triệt
tiêu.
1
1
0
0 0
0( ) ~
( ) 0
( ) 0 ( ) 0
( ) 0
x jxn
j y jy
j
z jz
j
Ox Ox jn
O O j Oy Oy j
j
Oz Oz j
R F
R F R F
R F F O
M m F
M m F M m F
M m F
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
64/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
Hệ lực đồng trục (cùng đường tác dụng)
1 F
2 F
n F
0 jx F
PTCB: 1
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
65/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
Hệ lực đồng quy
1 F
2 F
n F
0
0
0
jx
jy
jz
F
F
F
PTCB: 3
O
Trong trường hợp hệ lực đồng quy phẳng, số phương trình lhai.
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
66/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
Hệ lực song song
1 F 2 F
n F 0
( ) 0
( ) 0
jz
x j
y j
F
m F
m F
PTCB: 3z
y
x
Trong trường hợp hệ lực song song phẳng, số phương trìnhlà hai.
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
ổ ố ẳ ề
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
67/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Quy đổi lực song song phân bố trên đoạn thẳng về lực tập trung tương đương
a. Tổng quát
Ω
C
B AO
)( xq
x A x
B x
~ xC x
a)
Q
D
C
B AO x D x
b)
( ).
( ). .
B
A
B
A
x
x
x
D C x
Q q x dx
x q x x dx Q x
Với:
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
68/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
b. Trường hp riêng
b1 ). Lực phân bố đều
2l
const q
A B
l q.
~l
C
l qQ .
A B
2l D
C
b2 ). Lực phân bố tam gic:
maxq C A B
32l l
l q .
2
1max
~ C
A B32l
l qQ .2
1max
D
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
69/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
1.4. Điều kiện cân bằng và các PTCB của hệ lực không gian
Hệ lực đồng phẳng
1 F 2 F n F
0
0
( ) 0
jx
jy
z j
F
F
m F
PTCB: 3z
y
x
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
70/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Bài tập 1. Cho Q = 2 kN, F = 10kN, q = 2kN/m, M = 8kN.m, a =1m, b =2m, α = 45 0 , β = 60 0 .
Xc định cc phản lực tại A, B.
Hệ có 1 vật (khung).
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.
Dof 3 1 2 1 0 H tĩnh định.
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
Bài tậ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
71/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Bài tập 1
y A
x B
y B
B
A
M
2 / 3a b
F
Q
y F
x F
Trong đó:
1
. 32
Q q a b kN
0
0
cos60 5
sin 60 5 3
x
y
F F kN
F F kN
.Cho Q = 2 kN, F =
10kN, q = 2kN/m, M =
8kN.m, a = 1m , b =2m , α = 45 0 , β = 60 0 . Xác định các phản lực tại A, B .
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
72/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Bài tập 1
y A
x B
y B
B
C
M
2m Q
y F
x F
1m 2m
2m
D
E
2m
Cc phương trnh cân bằng:
0
0
0
x
y
B i
F
F
m F
0
0
2 1 . 2 . 2 2 2 3 0
x x
y y y
y x y
B F
B A F Q
M F F Q A
(+)
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
73/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Bài tập 2. Cho Q = 2 kN, F = 10kN, M = 8kN.m, a = 1m, b =2m,α = 45 0 , β = 60 0 .
Xc định cc phản lực tại A, B.
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
74/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Bài tập 3. Cho Q = 2 kN, F = 10kN, q = 2kN/m, M = 8kN.m, a =1m, b =2m, α = 45 0 . Xc định cc phản lực tại A, B.
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
75/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Bài tập 4. Cho Q = 2 kN, M = 8kN.m, a = 1m, b =2m, β = 60 0 . Xc định cc phản lực tại A, B.
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
76/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Bài tập 5. Cho Q = 2 kN, F = 10kN, q1 = 2kN/m, q2 = 1kN/m,M = 8kN.m, a = 1m, b =2m, β = 45 0 .
Xác định các phản lực tại A, B.
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
77/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
78/79
Lê Dương Hùng Anh Bộ môn Cơ kỹ thuật – ĐH Bách Kho a TP. HCM
Chương I: Những vấn đề cơ bản của tĩnh học vật rắn tuyệt đối
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC VRTĐ
-
8/17/2019 Chương 1 - Những Vấn Đề Cơ Bản Của Tĩnh Học VRTĐ
79/79