Тема 1.6 Пространственная система сил
Студент должен иметь представление:
—о пространственных системах сил и их действии на тело;
—о моменте силы относительно оси и его действии на тело;
знать:
—момент силы относительно оси, свойства момента;
—аналитический способ определения равнодействующей;
—условия равновесия;
уметь:
—выполнять разложения силы на три взаимоперпендикулярные оси;
—определять момент силы относительно оси;
—заменять пространственную систему одной силой и одной парой.
Проекция силы на ось, не лежащую с ней в одной плоскости. Момент силы относительно оси. Пространственная система сходящихся сил, ее равновесие. Пространственная система произвольно расположенных сил, ее равновесие.
Литература: 1, с. 72...87; 3, с. 118... 137
Методические указания
Система сил называется пространственной, если линии действия сил, приложенных к телу, не лежат в одной плоскости. Подобно плоской системе пространственную систему сил можно привести к любой точке пространства. Порядок приведения тот же, что и для плоской системы сил, при этом от каждой силы в центре приведения получаем силу и пару сил.
Необходимо понять, что для пространственной системы сил можно составить шесть уравнений равновесия. Имейте в виду, что эти уравнения можно использовать при ознакомлении с шестью внутренними силовыми факторами в сопротивлении материалов. Рекомендуется решить несколько задач на равновесие пространственного нагруженного тела, используя проекции тела и сил, к нему приложенных, на две или на три плоскости.
|
|
|
Вопросы для самоконтроля
1.Сколько уравнений равновесия и какие можно составить для пространственной системы сходящихся сил?
2.Что такое момент силы относительно оси? В каких случаях момент силы относительно оси равен нулю?
3.Сколько уравнений равновесия и какие можно составить для произвольной пространственной системы сил, для пространственной системы параллельных сил?
Тема 1.7 Центр тяжести
Студент должен:
иметь представление:
—о системе параллельных сил и ее действии на тело;
—о центре системы параллельных сил;
—о силе тяжести и центре тяжести;
—об устойчивости равновесия;
знать:
—методы определения центра тяжести тела;
—формулы для определения положения центра тяжести неоднородных и однородных тел;
—формулы для определения положения центра тяжести плоских фигур;
уметь:
—определять положение центра тяжести фигур, составленных из стандартных профилей.
Сила тяжести как равнодействующая вертикальных сил. Центр тяжести тела. Центр тяжести простых геометрических фигур. Определение центра тяжести составных, плоских фигур.
|
|
|
Литература 1, с. 88... 102; 3, с. 138...149
Лабораторная работа №1
Методические указания
Любое тело можно рассматривать как состоящее из большого числа малых частиц, на которые действуют силы тяжести. Все эти силы направлены к центру Земли по радиусу. Так как размеры тел, с которыми приходится иметь дело в технике, ничтожно малы по сравнению с радиусом Земли (величина его около 6371 км), то можно считать, что приложенные к частицам силы тяжести отдельных частиц тела образуют систему параллельных сил. Равнодействующую этих сил называют силой тяжести.
Центр параллельных сил тяжести, действующих на все частицы тела, называется центром тяжести тела. Так как центр параллельных сил остается неизменным независимо от направления сил, то центр тяжести тела не меняет своего положения при повороте тела.
Тема относительно проста для усвоения, однако крайне важна при изучении курса сопротивления материалов. Главное внимание здесь должно быть обращено на решение задач как с плоскими геометрическими фигурами, так и со стандартными прокатными профилями.
Вопросы для самоконтроля
1.Что такое центр параллельных сил?
2.Как найти координаты центра параллельных сил?
|
|
|
3.Что такое центр тяжести тела?
4.Как найти координаты центра тяжести прямоугольника, треугольника, крута?
5.Как найти координаты центра тяжести плоского составного сечения.
Кинематика
Тема 1.8 Основные понятия кинематики
Студент должен:
иметь представление:
—о пространстве, времени, траектории, пути, скорости, ускорении;
знать:
—способы задания движения точки: естественный и координатный;
—обозначения, размерности, взаимосвязь кинематических параметров движения;
уметь:
—определять траекторию движения точки;
—переходить от координатного к естественному способу задания точки.
Покой и движение. Кинематические параметры движения: траектория, путь, время, скорость, ускорение. Способы задания движения.
Литература 1, с. 108... 113; 3, с. 160... 163
Методические указания
В кинематике изучается механическое движение материальных точек и твердых тел без учета причин, вызывающих эти движения. Кинематику часто называют геометрией движения, она в значительной степени основана на геометрических представлениях.
Механическое движение происходит в пространстве и во времени. Пространство, в котором происходит движение тел, рассматривается как трехмерное, все свойства его подчиняются системе аксиом и теорем эвклидовой геометрии. Время полагают ни с чем не связанным и протекающим равномерно.
|
|
|
Современное развитие физики привело к иным представлениям о пространстве и времени. Теория относительности, созданная величайшим ученым современности Эйнштейном, показала, что пространство и время зависят от скорости движения. При сравнительно малых скоростях указанная зависимость практически не обнаруживается и представления о пространстве и времени, установленные в классической механике, сохраняют силу. Лишь при скоростях, близких к скорости света (300000 км/с), эти представления оказываются неточными.
Изучение кинематики нужно начинать с таких понятий, как время, траектория, расстояние, пройденный путь, понять различие последних двух понятий. Например, при движении точки путь, пройденный ею, непрерывно увеличивается, расстояние или дуговая координата может быть положительна, отрицательна или равна нулю. Скорость — это вектор, характеризующий в каждый момент времени направление движения точки и быстроту ее перемещения, а ускорение — это вектор, характеризующий быстроту изменения скорости по модулю и направлению.
Вопросы для самоконтроля
1.В чем заключается относительность понятий покоя и движения?
2.Дайте определение основных понятий кинематики: траектория, расстояние, путь, скорость, ускорение, время.
Тема 1.9 Кинематика точки
Студент должен:
иметь представление:
—о скоростях средней и истинной;
—об ускорении при прямолинейном и криволинейном движениях;
—о различных видах движения точки;
знать :
—определение величины и направления скорости и ускорения точки;
—частные случаи движения точки и их уравнения;
уметь:
—определять кинематические параметры движения точки;
—строить кинематические графики и использовать их при решении задач.
Средняя скорость и скорость в данный момент. Ускорение полное, нормальное и касательное. Частные случаи движения точки. Кинематические графики.
Литература 1, с. 128; 3, с. 169... 198
Методические указания
Движение точки в пространстве прежде всего определяется скоростью, которая характеризует быстроту и направление движения точки в данный момент времени.
В зависимости от скорости движение точки может быть равномерным и неравномерным. При равномерном движении скорость постоянна по величине, при неравномерном — переменна. Изменение скорости во времени характеризуется ускорением. Скорость и ускорение точки являются векторными величинами.
Рассмотрите способы задания движения точки, особое внимание уделите естественному способу задания движения точки. Учтите, что уравнение движения точки не одно и то же, что уравнение траектории движения. Уравнение траектории описывает линию, по которой движется точка, а уравнение движения (закон движения) показывает, как по заданной траектории движется точка. Необходимо усвоить физический смысл карательного и нормального ускорений. Необходимо также последовательно рассмотреть частные случаи движения точки.
Вопросы для самоконтроля
1.Какими способами может быть задан закон движения точки?
2.Как направлен вектор истинной скорости точки при криволинейном движении?
3.Как направлены касательное и нормальное ускорения точки?
4.В каком случае вектор полного ускорения составляет острый, прямой, тупой угол с вектором скорости точки?
5.Какое движение совершает точка, если касательное ускорение равно нулю, а нормальное не изменяется с течением времени?
6.Как выглядят кинематические графики при равномерном и равнопеременном движении?
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 431; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!