Тематичний План. Лекція № 17. Підсумкова Лекція

ПЕРЕДМОВА

Лекція № 17. Підсумкова лекція

Під час лекції викладач аналізує рівень знань студентів за окремими темами лекцій, повторює найбільш незрозумілі розділи, а також відповідає на питання студентів.

Даний курс лекцій складено згідно Галузевого стандарту та навчальної програми з дисципліни «Основи технічної механіки» студентів освітньо-кваліфікаційного рівня молодшого спеціаліста за напрямком підготовки051602 Технологія виробів легкої промисловості зі спеціальності 5.05160201 Швейне виробництво кваліфікації технік-технолог у Білоцерківському коледжі сервісу та дизайну

Технічна механіка – це наука про загальні закони механічного руху і механічної взаємодії матеріальних тіл.

Навчальна дисципліна «Основи технічної механіки» надає комплекс найважливіших загально технічних знань і складається з чотирьох розділів:

Розділ № 1 – Статика.

Розділ № 2 – Основи опору матеріалів.

Розділ № 3 – Елементи кінематики і динаміки.

Розділ № 4 – Деталі механізмів машин.

Головними задачами дисципліни для технолога швейного виробництва передбачається:

ü ознайомлення з основними поняттями і визначеннями статики,

ü вивчення основ взаємодії руху матеріальних тіл,

ü ознайомлення із небезпечними змінами розмірів і форм споруд або машин під дією зовнішніх сил, а також основи будови механізмів та машин.

№ з/п	Розділи, теми програми	Кількість годин
Всього	З них
Аудиторних	Лекцій	Практ.	Семінарських	Самостійних
1.	Центр ваги тіла				-
2.	Закон Гука. Випробування матеріалів				-
3.	Згин				-	-
4.	З’єднання деталей				-
5.	Передачі обертового руху
6.	Вали, осі, підшипники, муфти				-
Всього:

ТЕМА № 1: ЦЕНТР ВАГИ ТІЛА.

Лекція 1. Вступ.

План:

1. Історія виникнення та становлення технічної механіки.

2. Загальні поняття статики.

3. Момент сили.

4. Центр паралельних сил. Центр ваги тіла.

1. Історія виникнення та становлення технічної механіки.

Давньогрецький філософ Геракліт своєю славнозвісною фразою «Все тече, ніщо не перебуває незмінним» висловив основну думку вчення про текучість і мінливість матеріального світу, що оточує нас. Зміни матерії, тобто її рух, охоплюють всі явища, які спостерігаються в природі.

Серед різноманітних видів рухів можна виділити деякі найпростіші форми руху матерії, що зводяться до зміни в часі взаємних положень матеріальних об’єктів або їх частин. Такі форми рухів називають механічними рухами.

Цілий комплекс дисциплін, що вивчають механічний рух і механічну взаємодію матеріальних тіл, об’єднують під загальною назвою механіка. До таких дисциплін відносяться, наприклад, теорія механізмів і машин, гідро- і аеромеханіка, небесна механіка, механіка матеріалів і конструкцій, будівельна механіка, деталі машин, а також чимала кількість наук, які займаються вивченням машин окремих галузей промисловості і сільського господарства.

Серед різних напрямів загальної механіки особливе місце посідає технічна механіка, на основних положеннях і висновках якої базуються інші дисципліни механічного комплексу.

Технічна механіка – це наука про найбільш загальні закони механічного руху будь-яких матеріальних тіл, що взаємодіють між собою у просторі і в часі.

2. Загальні поняття статики.

Статика – це розділ теоретичної механіки, в якому вивчаються умови рівноваги матеріальних об’єктів (тіл) під дією прикладених сил та методи еквівалентного перетворення систем сил, приведення їх до простішого вигляду.

Під рівновагою розуміють стан спокою або рівномірний, прямолінійний і поступальний рух по відношенню до нерухомої системи координат.

Уся різноманітність матеріальних об’єктів моделюється в теоретичній механіці матеріальною точкою, системою матеріальних точок та абсолютно твердим тілом.

Матеріальною точкою називають просту модель матеріального об’єкта, розміри якого настільки малі, що ними можна нехтувати при вивченні того чи іншого руху. Тобто – це геометрична точка, яка має масу.

Система матеріальних точок – це сукупність матеріальних точок,рух і положення кожної з яких залежить від руху і положення всіх інших.

Абсолютно твердим тілом (надалі твердим тілом ) називають систему матеріальних точок, відстані між якими залишаються весь час незмінними. Будемо називати вільним таке тверде тіло, на переміщення якого не накладено ніяких обмежень.

Сила – це векторна величина, яка є мірою механічної взаємодії між матеріальними об’єктами. Вона характеризується модулем, напрямом і точкою прикладання. Точка прикладання сили і її напрям визначають лінію її дії. Сили зображають направленими відрізками прямих. На рис. 1.1 показана сила , прикладена в точці А, а MN – лінія дії сили. Надалі позначатимемо сили літерами латинського алфавіту зі знаком вектора: , а їх величини (модулі) тими ж літерами без позначки вектора, або з використанням знаку модуля: чи

За одиницю сили в системі СІ прийнято 1 Ньютон; . Часто використовують кратні одиниці сили: і .

Системою сил називають сукупність декількох сил, що діють на одне тіло або на систему тіл. Системи сил можуть бути просторовими (окремі сили системи довільно розташовані у просторі) і плоскими (всі сили системи діють в одній певній площині).

Еквівалентними називають такі дві системи сил, які, діючи окремо на вільне тверде тіло, однаково змінюють його кінематичні характеристики (швидкість, напрямок руху і та. ін.). Умова еквівалентності двох систем сил і виражається у формі

Зрівноваженою називають таку систему сил, яка не змінює кінематичного стану твердого тіла. Така система сил еквівалентна нулю:

Рівнодіючою силою даної системи сил називають таку силу, дія якої на тверде тіло або матеріальну точку еквівалентна дії цієї системи сил, тобто

Якщо система сил має рівнодіючу, то сила , яка дорівнює рівнодіючій за модулем і направлена вздовж тієї ж лінії дії в протилежному напрямку, називається врівноважуючою. Додавання врівноважуючої сили до системи сил робить одержану нову систему сил зрівноваженою:

, Q)~0.

Надалі переконаємося, що не всяка система сил має рівнодіючу і врівноважуючу сили. Є системи сил, які не знаходяться в рівновазі і не еквівалентні одній силі.

2.1 Аксіоми статики

Статика базується на декількох вихідних положеннях (аксіомах), які беруться без математичних доказів.

Аксіома 1 (про рівновагу системи двох сил).

Для рівноваги системи двох сил необхідно і достатньо, щоб ці сили були рівні за модулем і діяли уздовж однієї прямо в протилежних напрямках (рис.1.2), тобто

Цією аксіомою встановлюється найпростіша зрівноважена система сил.

Аксіома 2 (про приєднання та відкидання зрівноваженої системи сил).

Дія даної системи сил на абсолютно тверде тіло не зміниться, якщо до неї приєднати або від неї відкинути зрівноважену систему сил.

Ця аксіома встановлює еквівалентність двох систем сил, які відрізняються на зрівноважену систему сил.

Наслідок із аксіом 1 і 2.

Дія сили на тверде тіло не зміниться, якщо силу перенести вздовж лінії її дії в будь-яку точку тіла.

Для доведення наслідку розглянемо силу A F, прикладену в точці А (рис. 1.3,а). У точці В на лінії дії сили прикладемо зрівноважену систему сил

Тоді відповідно до аксіоми 2 одержимо:

(рис. 1.3,б). Згідно з аксіомою 1 система сил а згідно з аксіомою 2 їх можна відкинути (рис. 1.3,в), тобто. Таким чином, наслідок доведено.

З цього наслідку можна зробити висновок, що сила є ковзним вектором.

Аксіома 3 (про паралелограм сил).

Рисунок 1.4 – Третя аксіома

Система двох сил, прикладених до тіла в одній точці, має рівнодіючу, яка дорівнює векторній сумі цих сил і прикладена в тій же точці (рис. 1.4). Ця аксіома не тільки встановлює наявність рівнодіючої розглядуваної системи сил, але дає також правило її знаходження, як векторної суми сил:

Модуль рівнодіючої знаходять як величину діагоналі паралелограма, побудованого на силах, як на сторонах:

де a – кут, утворений напрямками сил і .

Якщо сили і направлені вздовж однієї прямої в одному або протилежних напрямках, то векторне складання переходить в алгебраїчне.

Напрямок рівнодіючої можна визначити кутами і , які вона утворює із складовими силами і :

Очевидно, що будь-яку силу , взявши її як рівнодіючу, можна розкласти за правилом паралелограма на дві складові сили і ., які утворюють кути і з напрямком цієї сили (рис. 1.4). Величини складових слід визначати за формулами:

які витікають із попередніх формул.

Аксіома 4 (про рівність сил дії і протидії).

Сили взаємодії двох тіл рівні за величиною і напрямлені вздовж однієї прямої в протилежних напрямках (рис. 1.5).

Рисунок 1.5 – Четверта аксіома

Цю аксіому, яку застосовують і в динаміці, називають законом Ньютона про рівність дії і протидії.

Хоч сили (рис. 1.5) взаємодії двох тіл і відповідно умовам аксіоми 1 = , але вони не створюють зрівноважену систему сил, бо вони прикладені до різних тіл.

Аксіома 5 (принцип затвердіння).

Рівновага тіла, яке деформується, не порушиться, якщо його вважати абсолютно твердим.

Ця аксіома дозволяє застосовувати методи статики абсолютно твердого тіла для тіл, які деформуються, та змінних конструкцій, вважаючи їх абсолютно жорсткими.

Але хибним буде твердження про те, що рівновага твердого тіла обов’язково збережеться, якщо воно перестане бути твердим.

Дата добавления: 2014-12-07