- •Міністерство освіти і науки України
- •Модуль «статика абсолютно твердого тіла»
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •До задачі 1.1
- •До задачі 1.2
- •До задачі 1.3
- •До задачі 1.5
- •До задачі 1.6
- •До задачі 1.7
- •До задачі 1.10
- •До задачі 1.12
- •До задачі 1.13
- •Практичне заняття №2 Тема: Система паралельних сил. Центр ваги Програмні питання
- •Література
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •До задачі 2.2
- •До задачі 2.5
- •До задачі 2.7
- •До задачі 2.8
- •До задачі 2.9
- •Практичне заняття №3 Тема: Довільна плоска система сил Програмні питання
- •Література
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •До задачі 3.10
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •До задачі 4.3
- •До задачі 4.7
- •Модуль «кінематика матеріальної точки та твердого тіла»
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •До задачі 5.6
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •До задачі 6.1
- •Практичне заняття №7 Тема: Поступальний та обертальний рух твердого тіла навколо нерухомої осі Програмні запитання
- •Література
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •До задачі 7.9
- •Практичне заняття №8 Тема: Плоскопаралельний рух твердого тіла. Складний рух точки та тіла Програмні питання
- •Література
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •До задачі 8.1
- •До задачі 8.2
- •До задачі 8.3
- •До задачі 8.6
- •До задачі 8.7
- •До задачі 8.9
- •Модуль «динаміка матеріальної точки та механічної системи»
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •Практичне заняття №10 Тема: Розв’язання другої задачі динаміки матеріальної точки Програмні питання
- •Література
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •До задачі 10.6
- •Практичне заняття №11 Тема: Прямолінійні коливання матеріальної точки Програмні питання
- •Література
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •До задачі 11.1
- •До задачі 11.7
- •Практичне заняття №12 Тема: Теореми про зміну кількості руху матеріальної точки та механічної системи. Теореми про зміну моменту кількості руху матеріальної точки та системи Програмні питання
- •Література
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •До задачі 12.5
- •До задачі 12.8
- •До задачі 12.9
- •Практичне заняття №13 Тема: Теореми про зміну кінетичної енергії матеріальної точки та механічної системи. Теорема про рух центра мас системи Програмні питання
- •Література
- •Короткі теоретичні відомості
- •Приклади розв’язання задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Питання для самоконтролю
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •До задачі 13.7
- •До задачі 13.8
- •До задачі 13.10
- •До задачі 13.11
- •Тестові завдання Модуль «Статика абсолютно твердого тіла»
- •Модуль «Кінематика матеріальної точки та твердого тіла»
- •Модуль «Динаміка матеріальної точки та механічної системи»
- •Контрольні завдання Модуль «Статика абсолютно твердого тіла»
- •Модуль «Кінематика матеріальної точки та твердого тіла»
- •Модуль «Динаміка матеріальної точки та механічної системи»
- •Питання до підсумкового контролю Модуль «Статика абсолютно твердого тіла»
- •Модуль «Кінематика матеріальної точки та твердого тіла»
- •Модуль «Динаміка матеріальної точки та механічної системи»
- •Список рекомендованої літератури
- •Додатки
- •Формули алгебри і тригонометрії
- •Спеціальні значення тригонометричних функцій
- •Одиниці механічних величин у системі сі
- •Латинський алфавіт
- •Грецький алфавіт
З
До задачі 1.13
адача 1.13.Електрична
лампа вагою 20Н
підвішена до стелі на шнурі АВ
і потім відтягнута до стіни мотузкою
ВС.
Визначити натяг ТА
шнура АВ
і ТС
мотузки
ВС,
якщо відомо, що кут
,
а кут.
Вагою шнура і мотузки знехтувати.
Відповідь: ТА=14,6Н, ТС= 10,4Н.
Задача 1.14. Стержні АВ і ВС з’єднані між собою і зі стелею за допомогою шарнірів. До шарнірного болта В підвішений вантаж Q=500Н. Визначити зусилля S1 і S2 в стержнях, якщо .
Відповідь: ==353,5Н.
До задачі 1.14 До задачі 1.15
Задача 1.15.Стержні MK і KN з’єднані між собою і зі стіною за допомогою шарнірів. До шарнірного болта К підвішений вантаж Q=400Н. Визначити зусилля S1і S2 у стержнях, якщо ,.
Відповідь: = – 462Н, = 231Н.
Практичне заняття №2 Тема: Система паралельних сил. Центр ваги Програмні питання
Додавання двох паралельних сил, напрямлених в один і різні боки. Додавання багатьох паралельних сил. Момент сили відносно точки (центра). Пара сил. Момент пари. Алгебраїчні моменти сили відносно центра та пари сил. Еквівалентність пар, їх додавання. Умови рівноваги системи пар.
Центр системи паралельних сил. Аналітичні формули для визначення координат центра системи паралельних сил. Вага твердого тіла. Центр ваги тіла. Знаходження координат центрів ваги однорідних тіл.
Література
Курок В.П. Технічна механіка. Курс лекцій: навч. посіб. для студ. вищих навч. закл. – К.: Пед. преса, 2007. – 272с., л.4, л.5.
Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. – М.: Высшая школа, 1986. – 416с., §§11, 16, 31 – 35.
Никитин Е.М. Краткий курс теоретической механики. – М.: Наука, 1983. – 400с., §§13 – 15, 27, 37 – 41.
Цасюк В.В. Теоретична механіка: Навчальний посібник. – К.: Центр навчальної літератури, 2004. – 402с., §§7.1 – 7.7.
Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике. – М.: Наука, 1986. – 448с.
Короткі теоретичні відомості
Паралельними називаються сили, лінії дії яких паралельні одна одній.
М
Рис.6
Згідно цього означення:
Формула, що виражає вектор :
або ,
де – радіус-вектор точкиА, проведений із центра О.
Алгебраїчний момент сили відносно центраО дорівнює взятому з відповідним знаком добутку модуля сили на її плече, тобто:
.
При цьому момент сили вважається додатним, коли сила намагається повернути тіло навколо центра О проти ходу годинникової стрілки, і від’ємним – за ходом годинникової стрілки.
Парою сил називається система двох паралельних сил, що мають однакові модулі й протилежні напрями (рис.7,а).
М
а)
б) Рис.
7
Модуль моменту пари визначається так:
Алгебраїчний момент пари дорівнює взятому з відповідним знаком добутку модуля однієї із сил на плече пари:
.
Знак моменту пари визначається аналогічно, як і для моменту сили відносно центра.
Центром системи паралельних сил називається точка прикладання їх рівнодійної С, положення якої залежить тільки від модулів паралельних сил та від точок їх прикладання і не залежить від напрямку сил.
Формули для визначення координат центра паралельних сил:
де R – рівнодійна системи паралельних сил; Fk – складові сили системи; хk, уk, zk – координати точок їх прикладання.
Зазначимо, що ці формули будуть справедливі й для паралельних сил, напрямлених у різні боки, якщо вважати Fk величинами алгебраїчними і якщо R≠0.
На кожну частинку тіла, що знаходиться поблизу земної поверхні, діє напрямлена вертикально вниз сила, яку називають силою ваги.
Координати центра ваги, як центра паралельних сил, визначаються за формулами:
де Р – сила ваги тіла; рk – сили ваги частинок тіла; хk, уk, zk – координати точок їх прикладання.
Для однорідного тіла вага будь-якої його частинки пропорційна об’ємуvк цієї частинки: , аР=γV, де γ –вага одиниці об’єму. Підставимо ці значення у формули, матимемо:
Точку С, координати якої обчислюються за зазначеними формулами, в цьому випадку називають центром ваги об’єму V.
Якщо тіло є однорідною тонкою платівкою, тоді:
де S – площа всієї платівки; sk – площа її частин. Точку С, координати якої обчислюють, називають центром ваги площі S.
Аналогічно формула для центра ваги лінії L:
,
де L – довжина всієї лінії, – довжина її частинок.
Таким чином, центр ваги однорідного тіла визначається як центр ваги відповідно об’єму, площі або лінії.
Якщо на тіло діють паралельні сили, можна напрямити вісь Ох перпендикулярно силам, а вісь Оу буде паралельна їм (рис. 8). Тоді проекція кожної із сил на вісь Ох буде дорівнювати нулю. Тому для плоскої системи паралельних сил можна записати дві умови, які виражають її рівновагу:
Рис.
8
де вісь Оу – паралельна силам.
Отже, для рівноваги плоскої системи паралельних сил необхідно і достатньо, щоб сума проекцій всіх сил на вісь, паралельну їх лініям дії, і алгебраїчна сума їх моментів відносно будь-якого центра, що лежить у площині дії сил, дорівнювали нулю.