Bạn đang xem bài viết Chương 1 Cơ Kết Cấu 1 được cập nhật mới nhất tháng 9 năm 2023 trên website Ictu-hanoi.edu.vn. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất.
Published on
1. BÀI GIẢNG CƠ HỌC KẾT CẤU CHƯƠNG 1 PGS. TS. ĐỖ KIẾN QUỐC KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
2. 1.1 CÁC KHÁI NIỆM 1. Hệ bất biến hình (BBH) Định nghĩa: Hệ BBH là hệ khi chịu tải trọng bất kì vẫn giữ được hình dáng ban đầu nếu bỏ qua biến dạng đàn hồi. Tính chất: có khả năng chịu lực trên hình dạng ban đầu đáp ứng được yêu cầu sử dụng. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 2
3. 1.1 CÁC KHÁI NIỆM (TT) 2. Hệ biến hình (BH) Định nghĩa: là hệ khi chịu tải trọng bất kì sẽ thay đổi hình dáng hữu hạn nếu coi các phần tử cứng tuyệt đối. Tính chất: Không có khả năng chịu lực bất kì trên hình dạng ban đầu → không dùng được như là 1 kết cấu. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 3
4. 1.1 CÁC KHÁI NIỆM (TT) 3. Hệ biến hình tức thời (BHTT) Định nghĩa: là hệ thay đổi hình dáng hình học vô cùng bé nếu coi các phần tử cứng tuyệt đối (chính xác hơn: bỏ qua lượng thay đổi vô cùng bé bậc cao). δ2 Thí dụ: với hình bên ta có độ dãn dài ∆L = 2L = VCB bậc cao ≈ 0.. Tính chất: kết cấu mềm, nội lực rất lớn, nên không dùng trong thực tế. P L Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng L δ 4
5. 1.1 CÁC KHÁI NIỆM (TT) 4. Miếng cứng (MC) Định nghĩa: MC là hệ phẳng BBH. Thí dụ: Miếng cứng Hệ BBH Ý nghĩa: giúp khảo sát tính chất hình học của 1 hệ phẳng dễ dàng hơn (chỉ quan tâm tính chất cứng, không quan tâm cấu tạo chi tiết). Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 5
6. 1.1 CÁC KHÁI NIỆM (TT) 5. Bậc tự do (BTD) – Bậc tự do của 1 hệ là số thông số độc lập đủ xác định vị trí 1 hệ so với mốc cố định. – Bậc tự do cuả 1 hệ là số chuyển vị khả dĩ độc lập so với mốc cố định. Trong mặt phẳng, 1 điểm có 2 BTD (2 chuyển vị thẳng), 1 m/c có 3 BTD (2 chuyển vị thẳng, 1 góc xoay). Hệ BBH là hệ có BTD bằng 0, hệ BH có BTD khác 0. Vì vậy, khái niệm BTD có thể dùng để k/s cấu tạo hình học. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 6
7. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT (TT) 1. Liên kết đơn giản Liên kết thanh: là thanh có khớp 2 đầu. Tương đương liên kết thanh Tính chất: khử 1 bậc tự do, phát sinh 1 phản lực (nối 2 khớp). 1 m/c có 2 khớp thì tương đương 1 liên kết thanh Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 7
8. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT 1. Liên kết đơn giản (tt) Liên kết khớp: Tính chất: khử 2 BTD, phát sinh 2 thành phần phản lực theo 2 phương xác định. Về mặt động học, 1 khớp tương đương với 2 liên kết thanh. Giao của 2 thanh tương đương với khớp giả tạo. Vị trí của khớp giả tạo K thay đổi khi B dịch chuyển so với A → khớp tức thời. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 8
9. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT 1. Liên kết đơn giản (tt) Liên kết hàn: Nối cứng 2 miếng cứng với nhau thanh 1 miếng cứng lớn. Để đơn giản việc khảo sát cấu tạo hình học, nên gom lại ít số miếng cứng nhất và chỉ nên quan niệm liên kết chỉ gồm thanh và khớp. Vì vậy phần sau sẽ không bàn đến liên kết hàn nữa vì chỉ làm phức tạp. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 9
10. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT 2. Khớp phức tạp Là khớp nối nhiều miếng cứng với nhau. Độ phức tạp của khớp phức tạp là số khớp đơn giản tương đương về mặt liên kết. p=D-1 p – độ phức tạp của khớp tương đương số khớp đơn giản D – số miếng cứng nối vào khớp K. Mục đích: qui đổi tất cả liên kết đã dùng trong hệ thanh thành số liên kết thanh tương đương. A K C B Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng = A K 2 K1 C B 10
11. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 11
12. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 12
13. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 13
14. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 14
15. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 15
16. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 16
17. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 17
20. 1.3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 1. Điều kiện cần (tt): c)Hệ dàn Gồm các thanh thẳng, nối khớp 2 đầu. Giả sử dàn có D thanh và M mắt. Coi 1 thanh là miếng cứng cố định thì chỉ còn lại D – 1 liên kết thanh, khử được 2(M – 2) bậc tự do. Như vậy: < 0 : BH n = D -1 – 2(M – 2) = D + 3 – 2M ≥ 0 : Xét điều kiện đủ Nếu hệ nối đất thì : < 0 : BH n = D + C – 2M ≥ 0 : Xét điều kiện đủ D thanh M mắt Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 20
21. 1.3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 2. Điều kiện đủ: a)Hệ gồm 2 miếng cứng Cần : dùng số liên kết qui đổi tối thiểu tương đương 3 thanh. Đủ : + 3 thanh không đồng qui hoặc song song. + 1 thanh không đi qua khớp. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 21
22. 1.3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 2. Điều kiện đủ (tt): a)Hệ gồm 3 miếng cứng Cần : dùng số liên kết qui đổi tối thiểu tương đương 6 thanh Đủ : 3 khớp thực hoặc giả tạo không thẳng hàng. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 22
23. 1.3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 2. Điều kiện đủ (tt): c)Bộ đôi Định nghĩa : bộ đôi là 2 liên kết thanh không thẳng hàng, nối 1 điểm vào 1 hệ đã cho. Tính chất : thêm hoặc bớt bộ đôi không làm thay đổi tính chất hình học của hệ. Do đó, để khảo sát tính chất hình học có thể dùng phương pháp phát triển bộ đôi hoặc loại trừ bộ đôi.. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 23
24. 1.3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 2. Điều kiện đủ (tt): d)Cách khảo sát tính chất hình học của 1 hệ Cố gắng gom về ít miếng cứng nhất (2 hoặc 3) và dùng điều kiện cần và đủ để kết luận. Với hệ đơn giản, có thể dùng ngay điều kiện đủ, cố gắng lợi dụng tính chất của bộ đôi. Nếu số miếng cứng nhiều hơn 3 thì phải dùng phương pháp tổng quát (và cũng phức tạp hơn) như tải trọng bằng 0, động học, thay thế liên kết. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 24
25. 1.3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 3. Một số thí dụ K I II Bộ đôi a) BHTT (1,3) III b) BBH (2,3) I (1,2) II III c) BBH (gần BHTT: không tốt) e) BHTT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng f) BHTT 25
Chương 2 Cơ Kết Cấu 1
Published on
1. BÀI GIẢNG CƠ HỌC KẾT CẤU CHƯƠNG 2 PGS. TS. ĐỖ KIẾN QUỐC KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
2. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU 1. Hệ đơn giản Hệ dầm: thanh thẳng, chịu uốn là chủ yếu (thường N = 0). Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 2
3. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU 1. Hệ đơn giản Hệ dầm: Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 3
4. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU 1. Hệ đơn giản Hệ dầm: Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 4
5. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU 1. Hệ đơn giản (tt) Hệ khung: thanh gãy khúc, nội lực gồm M, Q, N. Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 5
6. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU 1. Hệ đơn giản (tt) Hệ khung: Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 6
7. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU 1. Hệ đơn giản (tt) Hệ khung: Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 7
8. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ TĨNH ĐỊNH 1. Hệ đơn giản (tt) Hệ khung: Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 8
9. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 1. Hệ đơn giản (tt) Hệ dàn: Thanh xiên Đốt Mắt Biên trên Thanh đứng Biên dưới Nhịp Hình 2.3 Trong thực tế, mắt dàn là nút cứng → hệ siêu tĩnh phức tạp. Để đơn giản hoá, dùng các giả thiết sau: Mắt dàn là khớp lý tưởng. Nội lực chỉ có Tải trọng chỉ tác dụng ở mắt dàn. lực dọc N ≠ 0 Trọng lượng không đáng kể ( bỏ qua uốn thanh). Ưu điểm: tiết kiệm vật liệu → kết cấu nhẹ, vượt nhịp lớn. Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 9
10. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ TĨNH ĐỊNH (TT) 1. Hệ đơn giản (tt) Hệ dàn: Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 10
11. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 1. Hệ đơn giản (tt) Hệ dàn: Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 11
12. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 1. Hệ đơn giản (tt) Hệ dàn: Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 12
13. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 1. Hệ đơn giản (tt) Hệ 3 khớp Nội lực: M, Q, N; Lực dọc nén: dùng vật liệu dòn. Phản lực: có lực xô nên kết cấu móng bất lợi hơn. Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 13
14. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 2. Hệ ghép Được nối bởi các hệ đơn giản. Thường có 2 loại trong thực tế: Dầm tĩnh định nhiều nhịp Khung tĩnh định nhiều nhịp Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 14
15. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 2. Hệ ghép (tt) Về cấu tạo: gồm hệ chính và phụ. Chính : BBH hoặc có khả năng chịu lực khi bỏ kết cấu bên cạnh. Phụ : BH hoặc không có khả năng chịu lực khi bỏ qua kết cấu bên cạnh. Dầm tĩnh định nhiều nhịp Khung tĩnh định nhiều nhịp Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 15
16. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 2. Hệ ghép (tt) Cách tính: từ phụ → chính; truyền lực từ phụ → sang chính. Dầm tĩnh định nhiều nhịp Khung tĩnh định nhiều nhịp Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 16
17. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 3. Hệ liên hợp (Xem sách) Liên hợp các dạng kết cấu khác nhau như dầm – vòm, dầm – dây xích, dàn – vòm … Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 17
18. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 3. Hệ liên hợp Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 18
19. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 3. Hệ liên hợp Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 19
20. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 3. Hệ liên hợp Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 20
21. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 4. Hệ có mắt truyền lực Mắt truyền lực có tác dụng cố định vị trí tải trọng tác dụng vào kết cấu chính. Hệ thống dầm truyền lực Mắt truyền lực Nhịp Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 21
22. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 4. Hệ có mắt truyền lực Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 22
23. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 4. Hệ có mắt truyền lực Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 23
24. 2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU(TT) 4. Hệ có mắt truyền lực Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 24
25. 2.2 NỘI LỰC TRONG HỆ DẦM & KHUNG ĐƠN GIẢN. 1. Nội lực: M, Q, N M : vẽ theo thớ căng. Q & N : ghi dấu ( qui ước như SBVL). M N Q Hình 2.7 Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 25
26. 2.2 NỘI LỰC TRONG HỆ DẦM & KHUNG ĐƠN GIẢN (TT) 2. Phương pháp vẽ: Phương pháp mặt cắt : Tính phản lực. Chia đoạn (phụ thuộc q, P, trục thanh). Lập biểu thức từng đoạn. Vẽ Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 26
27. 2.2 NỘI LỰC TRONG HỆ DẦM & KHUNG ĐƠN GIẢN (TT) 2. Phương pháp vẽ (tt): Phương pháp đặc biệt : Tính phản lực. Chia đoạn. Nhận xét dạng biểu đồ & điểm đặc biệt. Tính điểm đặc biệt và vẽ biểu đồ. Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 27
28. 2.2 NỘI LỰC TRONG HỆ DẦM & KHUNG ĐƠN GIẢN (TT) 3. Thí dụ: Cho hệ có liên kết và chịu lực như hình vẽ. Hãy vẽ biểu đồ M, Q, N. q P= qa qa 2 2 a a Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 28
29. 2.2 NỘI LỰC TRONG HỆ DẦM & KHUNG ĐƠN GIẢN (TT) 3. q Thí dụ (tt): qa 2 2 Phản lực: HA = P = qa P= qa a HA = qa VA = 0 Nội lực: qa2 qa 2 VD = qa a qa qa 2 Chú ý: nút cân bằng qa 2 2 qa 2 8 qa 2 2 qa2 Q M qa qa N qa qa qa P = qa Hình 2.10 Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 29
30. 2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT) 1. Phương pháp tách mắt: Nội dung: Lần lượt tách mắt và viết phương trình cân bằng lực để thu được các phương trình đủ để tìm nội lực. P 3 N2 h 1 α N1 2 B A d d Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động d d 30
31. 2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT) 1. Phương pháp tách mắt (tt): Trình tự & thủ thuật: Trình tự: tách mắt sao cho mỗt mắt chỉ có 2 lực dọc chưa biết. Thủ thuật: lập 1 phương trình chứa 1 ẩn: loại bỏ lực kia bằng cách chiếu lên phương trình vuông góc với nó. P y 3 x N2 h 1 A α 1 α N1 2 d N2 B d d N1 A d Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 31
32. 2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT) 1. Phương pháp tách mắt (tt): Thí dụ: Cho hệ dàn có liên kết và chịu tải trọng như hình vẽ. Hãy xác định nội lực thanh N1, N2 P 3 N2 h 1 α N1 2 d d d Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động d 32
33. 2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT) 1. Phương pháp tách mắt (tt): Thí dụ (tt): Giải A P = ∑ Y = 0: N sinα + A = 0 ⇒ N = 2 2 sinα 2sinα P X = 0: N1 + N 2 cosα = 0 ⇒ N1 = -N 2 cosα = – cotgα ∑ 2 P 3 y N2 N2 x h α α 1 N1 1 N1 2 P A= B A 2 d d d d Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 33
34. 2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT) 1. Phương pháp tách mắt (tt): Nhận xét: Mắt có 2 thanh, không có tải trọng: N1=N2=0. Mắt có 3 thanh: N1 = N2 = 0; N3 = 0 N1 N2 N3 N1 α N2 Nhược điểm: Dễ bị sai số truyền Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 34
35. 2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT) 2. Phương pháp mặt cắt đơn giản Nội dung: Cắt dàn ( không nhiều hơn 3 thanh). Lập 3 phương trình cân bằng → giải 3 ẩn. N3 J N2 h PI A= 2 d N1 P d d d B P Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 35
36. 2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT) 2. Phương pháp mặt cắt đơn giản (tt) Thủ thuật: Lập phương trình chứa 1 ẩn, bằng cách loại đi 2 lực chưa cần tìm. Nếu 2 thanh song song: chiếu lên phương vuông góc. Nếu 2 thanh cắt nhau: lấy mômen với điểm N J cắt. 3 N2 h P I A= d2 N1 P d d d B P Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 36
37. 2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT) 2. Phương pháp mặt cắt đơn giản (tt) Thí dụ: Cho hệ dàn có liên kết và chịu tải trọng như hình vẽ. Hãy xác định nội lực trong thanh N1, N2, N3. N3 J N2 h N1 I d P d d d P Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 37
38. 2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT) 2. Phương pháp mặt cắt đơn giản (tt) Thí dụ: (Giải) M Id Ad =− ∑ MI = 0 ⇒ N = − 3 h h d MJ A.2d =− ∑ M J = 0 ⇒ N1 = h h Q A ⇒ N2 = − =− d ∑Y = 0 sin α sin α Nhận xét: M – Thanh biên : dấu và trị số ∼ d h – Thanh xiên : dấu và trị số ∼ Qd N3 J N2 h A= P d2 N1 I P d d d B P Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 38
39. 2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT) 3. Phương pháp mặt cắt phối hợp Nội dung: Khi số ẩn lớn hơn 3 dùng 1 số mặt cắt phối hợp để tạo đủ số phương trình. Trong thực tế thường dùng nhiều lắm là 2 mặt cắt. P 1 2-2 α N1 N2 P A= 2 1 Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động B 39
40. 2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT) 3. Phương pháp mặt cắt phối hợp (tt) Thí dụ: Cho hệ dàn có liên kết và chịu tải trọng như hình vẽ. Hãy xác định nội lực trong thanh N1, N2, N3 P 1 2-2 α N1 N2 1 Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 40
41. 2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT) 3. Phương pháp mặt cắt phối hợp (tt) Thí dụ (tt): Giải 2-2 P 1 α N1 N2 P A= 2 M/c 1-1: 1 B A P ∑ Y = 0 ⇒ N1cosα − N 2cosα + A = 0 ⇒ N 2 − N1 = cosα = 2cosα M/c 2-2 (tách mắt): ∑ X = 0 ⇒ N1sinα + N 2sinα = 0 ⇒ N1 = − N 2 P P N2 = N1 = − → 4cosα 4cosα Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 41
42. 2.4 TÍNH TOÁN HỆ 3 KHỚP 1. Tính phản lực Phân tích phản lực như hình vẽ. Mỗi phương trình P3 cân bằng chỉ chứa 1 ẩn: ∑ MB d = 0 ⇒ VA ∑ MA =0 ∑ MC = 0 ⇒ ZA ∑M = 0 ⇒ ZA Trai Phai C d ⇒ VB C P2 P1 B HA A ZA VdA VA β VB ZB HB VdB Sau đó, có thể phân tích phản lực theo phương đứng và ngang. Nếu tải trọng thẳng đứng thì: HA = HB = H – Lực xô của hệ 3 khớp Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 42
44. 2.4 TÍNH TOÁN HỆ 3 KHỚP (TT) 3. Thí dụ: Cho hệ có liên kết và chịu tải trọng như hình vẽ. Hãy vẽ biểu đồ M, Q, N q C a A B a a Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 44
45. 2.4 TÍNH TOÁN HỆ 3 KHỚP (TT) 3. Thí dụ (tt): Giải qa 2 2 q qa 2 2 C C a H A B qa M H= qa/2 A qa a a qa qa/2 qa C C N Q B A qa/2 B qa/2 B A qa Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động qa 45
46. 2.5 TÍNH TOÁN HỆ GHÉP Trình tự tính Tách hệ ghép ra các hệ đơn giản. Tính hệ phụ. Truyền lực từ hệ phụ sang chính và tính hệ chính. Ghép các biểu đồ lại. Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 46
47. 2.5 TÍNH TOÁN HỆ GHÉP (TT) Thí dụ: Cho hệ ghép có liên kết và chịu tải trọng như hình vẽ. Hãy vẽ biểu đồ M, Q q = 10 kN/m P = 40 kN 3 3 2 Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 8m 47
48. 2.5 TÍNH TOÁN HỆ GHÉP (TT) Thí dụ: q = 10 kN/m P = 40 kN 3 3 8m 2 P = 40 kN 20 kN 20 kN 40 60 20 q = 10 kN/m 20 kN 80 M (kNm) 60 45 20 Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động Q 35 (kN) 48
49. 2.5 TÍNH TOÁN HỆ GHÉP (TT) Thí dụ (tt) So sánh với dầm đơn giản: q = 10 kN/m P = 40 kN 3 3 2 8m 40 80 60 M (kNm) 60 q = 10 kN/m 40 kN 75 Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 80 49
50. 2.5 TÍNH TOÁN HỆ CÓ MẮT TRUYỀN LỰC Trình tự tính Truyền lực từ dầm phụ xuống dầm chính. Tính dầm chính. Thí dụ: q Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 50
Tổng Kết Chương 1: Cơ Học
Chuyên đề môn Vật lý lớp 8
Chuyên đề Vật lý lớp 8: Tổng kết chương 1: Cơ học được VnDoc sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Vật lý lớp 8 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.
Tổng kết chương 1: Cơ học
1. Chuyển động cơ học
a) Chuyển động cơ học
– Sự thay đổi vị trí của một vật theo thời gian so với vật khác (vật mốc) gọi là chuyển động cơ học (gọi tắt là chuyển động).
– Một vật được coi là đứng yên khi vị trí của vật đó không thay đổi theo thời gian so với vật khác.
b) Tính tương đối của chuyển động
Một vật có thể được xem là chuyển động đối với vật này nhưng lại được xem là đứng yên đối với vật khác, ta nói chuyển động và đứng yên có tính tương đối, tùy thuộc vào vật được chọn làm mốc.
Chú ý: Thông thường người ta chọn những vật gắn với Trái Đất làm vật mốc.
c) Các dạng chuyển động thường gặp
– Đường mà vật chuyển động vạch ra gọi là quỹ đạo của chuyển động.
– Tùy theo hình dạng quỹ đạo mà chia ra thành các dạng chuyển động:
+ Chuyển động thẳng
+ Chuyển động cong
+ Chuyển động tròn
2. Vận tốc – Chuyển động đều và chuyển động không đều
a) Vận tốc
Độ lớn của vận tốc cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động và được xác định bằng độ dài quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian.
b) Công thức tính vận tốc
Công thức:
Trong đó: s là độ dài quãng đường đi được
t là thời gian để đi hết quãng đường đó
c) Đơn vị vận tốc
– Đơn vị của vận tốc tùy thuộc vào đơn vị độ dài và đơn vị thời gian.
– Đơn vị hợp pháp của vận tốc là mét trên giây (m/s). Thực tế thường dùng đơn vị kilômét trên giờ (km/h)
Chú ý: Trong hàng hải, người ta thường dùng “nút” làm đơn vị đo vận tốc. “Nút” là vận tốc của một chuyển động trong đó mỗi giờ vật đi được 1 hải lí.
1 hải lí = 1,852 km ⇒ 1 nút = 1,852 km/h = 0.514 m/s
d) Chuyển động đều
Chuyển động đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn không thay đổi theo thời gian.
e) Chuyển động không đều
Chuyển động không đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn thay đổi theo thời gian.
f) Vận tốc trung bình của chuyển động không đều
Vận tốc trung bình của một chuyển động không đều trên một quãng đường được tính bằng độ dài quãng đường đó chia cho thời gian để đi hết quãng đường:
Trong đó:
s là quãng đường đi được
t là thời gian để đi hết quãng đường đó
Lưu ý: Vận tốc trung bình khác với trung bình cộng vận tốc
3. Biểu diễn lực
a) Lực là gì?
– Lực có thể làm biến dạng, thay đổi vận tốc của vật hoặc vừa làm biến dạng vừa thay đổi vận tốc của vật.
– Đơn vị của lực là Niutơn (N)
b) Biểu diễn lực
Lực là một đại lượng vectơ được biểu diễn bằng một mũi tên có:
+ Gốc là điểm đặt của lực.
+ Phương, chiều trùng với phương, chiều của lực.
+ Độ dài biểu diễn cường độ của lực theo một tỉ xích cho trước.
4. Sự cân bằng lực – Quán tính
a) Lực cân bằng
– Hai lực cân bằng là hai lực cùng đặt lên một vật, có cường độ bằng nhau, phương nằm trên cùng một đường thẳng, chiều ngược nhau.
– Dưới tác dụng của các lực cân bằng, một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.
b) Quán tính
Khi có lực tác dụng, mọi vật không thể thay đổi vận tốc đột ngột được vì mọi vật đều có quán tính. Có thể nói quán tính là tính chất giữ nguyên vận tốc của vật.
5. Lực ma sát
a) Khi nào có lực ma sát
– Lực ma sát trượt: Lực ma sát trượt sinh ra khi một vật trượt trên bề mặt của vật khác.
– Lực ma sát lăn: Lực ma sát lăn sinh ra khi một vật lăn trên bề mặt của vật khác.
– Lực ma sát nghỉ: Lực ma sát nghỉ giữ cho vật không trượt khi vật bị tác dụng của lực khác.
b) Đo lực ma sát
Người ta có thể dùng lực kế để đo lực ma sát
6. Áp suất
a) Áp lực
– Áp lực là lực ép có phương vuông góc với mặt bị ép
– Tác dụng của áp lực càng lớn khi độ lớn của áp lực càng lớn và diện tích bị ép càng nhỏ.
b) Áp suất
– Áp suất được tính bằng độ lớn của áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép
– Công thức tính áp suất:
Trong đó:
F là áp lực (N)
S là diện tích mặt bị ép (m 2)
p là áp suất (N/m 2)
Ngoài đơn vị N/m 2, đơn vị của áp suất còn tính theo Pa (paxcan): 1 Pa = 1 N/m 2
7. Áp suất chất lỏng – Bình thông nhau
a) Sự tồn tại của áp suất chất lỏng
Do có trọng lượng mà chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và các vật ở trong lòng nó.
b) Công thức tính áp suất chất lỏng
Công thức: p = d.h
Trong đó:
h là độ sâu tính từ mặt thoáng chất lỏng đến điểm tính áp suất (m)
d là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m 3)
c) Bình thông nhau
– Bình thông nhau là bình gồm hai hoặc nhiều nhánh có hình dạng bất kì, phần miệng thông với không khí, phần đáy được nối thông với nhau
– Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh khác nhau đều ở cùng một độ cao.
– Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, áp suất tại các điểm ở trên cùng mặt phẳng ngang đều bằng nhau.
8. Áp suất khí quyển
a) Sự tồn tại của áp suất khi quyển
Do không khí cũng có trọng lượng nên Trái Đất và mọi vật trên Trái Đất đều chịu áp suất của lớp không khí bao bọc xung quanh Trái Đất. Áp suất này tác dụng theo mọi phương và được gọi là áp suất khí quyển.
b) Độ lớn của áp suất khí quyển
– Độ lớn của áp suất khí quyển bằng áp suất của cột thủy ngân trong ống Tô-ri-xe-li.
– Đơn vị đo áp suất khí quyển thường dùng là mmHg
Ngoài ra còn dùng cmHg, mHg, atm, Pa, N/m 2 …
1 mmHg = 0,1 cmHg = 0,01 mHg
1 mmHg = 136 N/m 2
1 atm = 101325 Pa
Chú ý: Áp suất khí quyển chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như nhiệt độ, gió, độ cao…
9. Lực đẩy Ác-si-mét – Sự nổi
a) Tác dụng của chất lỏng lên vật nhúng chìm trong nó
Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy thẳng đứng từ dưới lên với lực có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Lực này gọi là lực đẩy Ác-si-mét.
b) Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét
Công thức: F A = d.V
Trong đó: d là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m 3)
V là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m 3)
c) Khi nào vật chìm? Khi nào vật nổi?
Gọi P là trọng lượng của vật
F A là lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật khi vật nhúng chìm hoàn toàn trong chất lỏng.
– Vật nổi lên khi P < F A
– Vật lơ lửng trong chất lỏng khi P = F A
10. Công cơ học – Định luật về công
a) Công cơ học
– Công cơ học dùng với trường hợp khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển dời theo phương không vuông góc với phương của lực.
– Công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố:
+ Lực tác dụng vào vật.
+ Độ chuyển dời của vật.
b) Công thức tính công cơ học
– Công thức: A = F.s
Trong đó:
A là công của lực F
F là lực tác dụng vào vật (N)
S là quãng đường vật dịch chuyển (m)
– Đơn vị công là Jun (kí hiệu là J): 1J = 1 N.m
+ Công thức trên chỉ đúng khi vật chuyển dời theo phương của lực.
+ Nếu vật chuyển dời theo phương vuông góc với phương của lực thì công của lực đó bằng không.
+ Nếu vật chuyển dời không theo phương của lực thì công được tính theo công thức khác và nhỏ hơn F.s.
+ Đơn vị kW.h cũng là đơn vị của công cơ học:
1 kW.h = 3600000 J
c) Định luật về công
– Không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công. Được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại.
– Các loại máy cơ đơn giản thường gặp: Ròng rọc cố định, ròng rọc động, đòn bẩy, mặt phẳng nghiêng…
– Hiệu suất của máy cơ đơn giản được tính theo công thức:
Trong đó: A ci là công có ích
A tp là công toàn phần
11. Công suất
a) Công suất
– Để biết người nào hay máy nào làm việc khỏe hơn (thực hiện công nhanh hơn), người ta so sánh công thực hiện được trong một đơn vị thời gian.
– Công thực hiện được trong một đơn vị thời gian gọi là công suất.
b) Công thức tính công suất
Công thức:
Trong đó:
A là công thực hiện được
t là thời gian thực hiện công
c) Đơn vị công suất
Đơn vị công suất: J/s được gọi là oát (kí hiệu là W)
1 W = 1 J/s
1 kW (kilôoát) = 1000 W
1 MW (mêgaoát) = 1000 kW = 1000000 W
Chú ý: Đơn vị công suất ngoài oát (W) còn có mã lực (sức ngựa)
Mã lực Pháp (kí hiệu là CV): 1 CV ≈ 736 W
Mã lực Anh (kí hiệu là HP): 1 HP ≈ 746 W
12. Cơ năng – Sự chuyển hóa và bảo toàn cơ năng
a) Cơ năng
– Khi một vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng. Vật có khả năng thực hiện công càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn.
– Đơn vị của cơ năng là Jun (J)
Chú ý: 1 kJ = 1000 J
b) Thế năng
* Thế năng hấp dẫn
– Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất hoặc so với một vị trí khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn.
– Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao thì thế năng hấp dẫn càng lớn. Một vật sẽ có thế năng hấp dẫn khác nhau nếu chọn mốc tính độ cao khác nhau
Chú ý: Khi vật nằm trên mặt đất và chọn mặt đất để làm mốc tính độ cao thì thế năng hấp dẫn của vật không.
* Thế năng đàn hồi
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
c) Động năng
– Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng.
– Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng càng lớn.
– Nếu vật đứng yên thì động năng của vật bằng không.
Chú ý: Thế năng và động năng là hai dạng của cơ năng. Cơ năng của một vật bằng tổng động năng và thế năng của nó.
d) Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng
Động năng có thể chuyển hóa thành thế năng, ngược lại thế năng có thể chuyển hóa thành động năng.
e) Sự bảo toàn cơ năng
Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhưng cơ năng được bảo toàn.
Bài 1: Hai xe lửa chuyển động trên các đường ray song song, cùng chiều với cùng vận tốc. Một người ngồi trên xe lửa thứ nhất sẽ:
A. đứng yên so với xe lửa thứ hai.
B. đứng yên so với mặt đường.
C. chuyển động so với xe lửa thứ hai.
D. chuyển động ngược lại.
Bài 2: Một ô tô chuyển động thẳng đều trên đoạn đường từ địa điểm M đến địa điểm N với thời gian dự tính là t. Nếu tăng vận tốc của ô tô lên 1,5 lần thì thời gian t
A. giảm 2/3 lần B. tăng 4/3 lần C. giảm 3/4 lần D. tăng 3/2 lần
Tỉ số:
⇒ Đáp án A
Bài 3: Một xe ô tô chở hành khách chuyển động đều trên đoạn đường 54 km, với vận tốc 36 km/h. Thời gian đi hết quãng đường đó của xe là:
A. 2/3 giờ B. 1,5 giờ C. 75 phút D. 120 phút
Bài 4: Trường hợp nào sau đây sinh công cơ học?
A. Một vật nặng rơi từ trên cao xuống.
B. Dòng điện chạy qua dây điện trở để làm nóng bếp điện.
C. Mặt Trăng quay quanh Trái Đất dưới tác dụng của trọng trường.
D. Nước được đun sôi nhờ bếp ga.
Bài 5: Một người đứng bằng hai tấm ván mỏng đặt trên sàn nhà và tác dụng lên mặt sàn một áp suất 1,6.10 4 N/m 2. Diện tích của một tấm ván tiếp xúc với mặt sàn là 2dm 2. Bỏ qua khối lượng của tấm ván, khối lượng của người đó tương ứng là
A. 40 kg B. 80 kg C. 32 kg D. 64 kg
Trọng lượng của người đó:
⇒ Đáp án D
Bài 6: Tay ta cầm nắm được các vật là nhờ có:
A. ma sát trượt B. ma sát nghỉ C. ma sát lăn D. quán tính
Bài 7: Trong một thùng chứa nước, nước ở đáy chịu áp suất:
A. nhỏ hơn nước ở trên miệng thùng.
B. như ở trên miệng thùng.
C. lớn hơn nước ở miệng thùng.
D. nhỏ hơn, bằng hoặc lớn hơn tùy theo điều kiện bên ngoài.
Bài 8: Một vật có khối lượng 3600 g có khối lượng riêng bằng 1,8 g/cm 3. Khi thả vào chất lỏng có trọng lượng riêng bằng 8500 N/m 3, nó hoàn toàn nằm dưới mặt chất lỏng. Lực đẩy Ác – si – mét lên vật có độ lớn bằng
A. 17 N B. 8,5 N C. 4 N D. 1,7 N
– Thể tích vật:
⇒ Đáp án A
A. Nước trong đập chắn của nhà máy thủy điện có khả năng sinh công cơ học.
B. Hàng ngày người nông dân và công nhân trong quá trình lao động của mình đã tiêu tốn nhiều công cơ học vì họ đã sử dụng sức của cơ bắp.
C. Thầy cô giáo khi đi lại trên bục giảng cũng tiêu tốn không ít công cơ học.
D. Lực hút của Trái Đất đối với viên bi đã sinh ra một công cơ học làm cho nó chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang.
Bài 10: Ba lực cùng phương có cường độ lần lượt là F 1 = 20N, F 2 = 60N và F 3 = 40N cùng tác dụng vào một vật. Để vật đứng yên, ba lực đó phải thỏa mãn:
Bài 11: Ý nghĩa của vòng bi trong các ổ trục là:
A. thay ma sát nghỉ bằng ma sát trượt.
B. thay ma sát trượt bằng ma sát lăn.
C. thay ma sát nghỉ bằng ma sát lăn.
D. thay lực ma sát nghỉ bằng lực quán tính.
Bài 12: Bầu khí quyển quanh Trái Đất dày khoảng 160 km. Trọng lực giữ chúng không cho thoát ra ngoài vũ trụ. Lớp khí đó có ảnh hưởng như thế nào đến chúng ta khi leo lên núi cao?
A. Nó tác dụng lên ta ít hơn khi lên cao.
B. Nó tác dụng lên ta nhiều hơn khi lên cao.
C. Chẳng có ảnh hưởng gì vì cơ thể ta đã quen với nó.
D. Chẳng có ảnh hưởng gì vì cơ thể ta có thể điều chỉnh để thích nghi với nó.
Bài 13: Câu nào trong các câu sau mô tả cho sự nổi?
A. Một vật lơ lửng trong không khí hoặc không chìm trong nước.
B. Một vật có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của môi trường xung quanh.
C. Trọng lượng của vật lớn hơn sức đẩy vật lên.
D. Trọng lượng riêng của vật nhỏ hơn lực đẩy vật lên.
Bài 14: Trường hợp nào sau đây không có sự bảo toàn cơ năng của vật?
A. Một vật nặng rơi từ trên cao xuống.
B. Chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất.
C. Viên bi chuyển động trên mặt phẳng nhẵn.
D. Một con bò đang kéo xe.
Bài 15: Lực là nguyên nhân làm:
A. thay đổi vận tốc của vật.
B. vật bị biến dạng.
C. thay đổi dạng quỹ đạo của vật.
D. Cả A, B và C.
Bài 16: Chuyển động của quả lắc đồng hồ khi đi từ vị trí cân bằng (có góc hợp bởi phương thẳng đứng một góc α = 0 o) ra vị trí biên (có góc hợp với phương thẳng đứng một góc α lớn nhất) là chuyển động có vận tốc:
A. giảm dần B. tăng dần C. không đổi D. giảm rồi tăng dần
Bài 17: Một cano đi xuôi dòng nước từ địa điểm A đến B hết 30 phút. Nếu cano đi ngược dòng nước từ B về A hết 45 phút. Nếu cano tắt máy trôi theo dòng nước thì thời gian đi từ A đến B là:
A. 1,5 giờ B. 2,5 giờ C. 2 giờ D. 3 giờ
t 1 = 30 phút = 0,5 giờ
t 2 = 45 phút = 0,75 giờ
Từ (1), (2) ta có:
⇒ Đáp án D
Bài 18: Dấu hiệu nào sau đây là của chuyển động theo quán tính?
A. Vận tốc của vật luôn thay đổi.
B. Độ lớn vận tốc của vật không đổi.
C. Vật chuyển động theo đường cong.
D. Vật tiếp tục đứng yên hoặc tiếp tục chuyển động thẳng đều.
Bài 19: Khi treo một vật có khối lượng 500 g vào đầu dưới của một sợi dây không co dãn, đầu trên của sợi dây treo vào một điểm cố định thì dây đứt và quả cầu rơi xuống đất. Đó là do lực căng lớn nhất mà dây chịu được
A. lớn hơn 5000 N B. lớn hơn 5 N C. nhỏ hơn 5 N D. nhỏ hơn 500 N
Bài 20: Khi làm các đường ô tô qua đèo thì người ta phải làm các đường ngoằn ngoèo rất dài để:
A. giảm quãng đường B. giảm lực kéo của ô tô
C. tăng ma sát D. tăng lực kéo của ô tô
Bài 1: Một khí áp kế đặt trên điểm cao nhất của trụ ăng ten phát sóng truyền hình chỉ 738 mmHg. Xác định độ cao của trụ ăng ten biết áp suất của không khí ở chân trụ ăng ten là 750 mmHg. Trọng lượng riêng của thủy ngân là 136000 N/m 3, của không khí là 13 N/m 3.
Đáp án
– Độ chênh lệch áp suất:
p = h.d = 0,012.136000 = 1632 N/m 2
Bài 2: Trong một máy ép dùng chất lỏng, mỗi lần pit – tông nhỏ đi xuống một đoạn 0,3 m thì pit – tông lớn được nâng lên một đoạn 0,01 m. Tính lực tác dụng lên vật đặt trên pit – tông lớn nếu tác dụng vào pit – tông nhỏ một lực f = 750 N.
Đáp án
Bài 3: Một vật hình hộp chữ nhật kích thước 40cm x 25cm x 10cm đặt trên mặt bàn nằm ngang. Biết trọng lượng riêng của chất làm vật là 18400 N/m 3. Tính áp suất lớn nhất tác dụng lên mặt bàn.
Đáp án
– Trọng lượng của vật:
P = d.V = 18400.0,01 = 184 N
F = P = 184 N
– Áp suất lớn nhất:
Bài 4: Một vật chuyển động trên đoạn đường AB. Nửa đoạn đường đầu, vật đi với vận tốc v 1 = 25 km/h. Nửa đoạn đường sau vật chuyển động theo hai giai đoạn: trong nửa thời gian đầu, vật đi với vận tốc v 2 = 18 km/h, nửa thời gian sau vật đi với vận tốc v 3 = 12 km/h. Tính vận tốc trung bình của vật trên cả đoạn đường MN.
Đáp án
– Ta có:
Bài 5: Treo một vật nhỏ vào một lực kế và đặt chúng trong không khí thấy lực kế chỉ F = 18N. Vẫn treo vật bằng lực kế nhưng nhúng vật chìm hoàn toàn trong nước thì lực kế chỉ F’ = 13N. Tính thể tích của vật và trọng lượng riêng của nó. Cho khối lượng riêng của nước là D = 1000 kg/m 3.
Đáp án
P = F = 18 N
Bài 6: Một thang máy có khối lượng m = 580 kg, được kéo từ đáy hầm mồ sâu 125m lên mặt đất bằng lực căng của một dây cáp do máy thực hiện.
a) Tính công nhỏ nhất của lực căng để thực hiện việc đó.
b) Biết hiệu suất của máy là 80%. Tính công do máy thực hiện và công hao phí do lực cản.
Đáp án
Công nhỏ nhất:
b) Từ công thức
Bài 7: Một máy bơm bơm nước lên cao 5,5 mét. Trong mỗi giây, máy sinh công 7500 J. Tính thể tích nước mà máy bơm chuyển được lên cao khi máy hoạt động liên tục trong 1 giờ.
Đáp án
A’ = 7500.3600 = 27000000 J
Bài 8: Một vật có khối lượng 0,5 kg và khối lượng riêng 10,5 g/cm 3 được thả vào một chậu nước. Vật bị chìm xuống đáy hay nổi trên mặt nước? Tại sao? Tìm lực đẩy Ác – si – mét tác dụng lên vật. Cho trọng lượng riêng của nước d n = 10000 N/m 3.
Đáp án
F A = d.V = 10000.0,0000476 = 0,476N
Bài 9: Một cục nước đá có thể tích V = 360 cm 3 nổi trên mặt nước. Tính thể tích của phần nước ló ra khỏi mặt nước biết khối lượng riêng của nước đá là 0,92 g/cm 3, trọng lượng riêng của nước là d N = 10000 N/m 3.
Đáp án
P = 10.m = 10.0,3312 = 3,312N
Bài 10: Một người đi xe đạp trên đoạn đường AB. Trên 1/3 đoạn đường đầu đi với vận tốc 12 km/h, 1/3 đoạn đường tiếp theo đi với vận tốc 14 km/h và 1/3 đoạn đường cuối cùng đi với vận tốc 10 km/h. Tính vận tốc trung bình của người đi xe đạp trên cả đoạn đường AB.
Đáp án
Bài Tập Lớn Cơ Kết Cấu 1 Tính Hệ Dầm Tĩnh Định
BÀI TẬP LỚN SỐ 1 TÍNH HỆ DẦM TĨNH ĐỊNH XÁC ĐỊNH CÁC TẢI TRỌNG KHI NHÂN HỆ SỐ AN TOÀN: Số liệu l1 l2 l3 a b P1 P2 P3 q1 q2 M 20 14 10 2 12 30 30 40 30 30 120 Nhân với n=1.1 33 33 44 33 33 132 2. TÁCH HỆ – SƠ ĐỒ TẦNG: 3. XÁC ĐỊNH PHẢN LỰC GỐI TỰA-VẼ BIỂU ĐỒ MOMEN UỐN VÀ LỰC CẮT: Nhận xét: Hệ treo không có lực tác dụng nên : +Các phản lực gối cũng như nội lực trên dầm của Hệ treo bằng 0 . Xác định phản lực gối tựa và vẽ biểu đồ nội lực cho hệ phụ : MK4 ⇔ VB = 1322 = 66 kN (chiều như hình vẽ) Y = 0⇔ V4 = VB = 66 kN (chiều như hình vẽ) Xác định phản lực gối tựa và vẽ biểu đồ nội lực cho hệ chính II X=0 ⟺HK1=0 MK2 = 0 ⟺14.V3=33.7+44.16+33.18.7 ⟺V3=509314 kN MK3 = 0 ⟺ 14.V2+44.2=33.7+33.18.7⟺ V2=430114 kN Xác định phản lực gối tựa và vẽ biểu đồ nội lực cho hệ chính I Y=0⇔ VA=33 + 66 + 33.22 = 825 kN MA= 0 ⇔ MA=33.10 + 66.22 + 33.22.11 = 9768 kN Vẽ biểu đồ nội lực cho toàn dầm 4. VẼ ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG: 5. DÙNG CÁC ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐỂ XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ NỘI LỰC: Áp dụng các công thức tính đã học Xác định phản lực gối VA dựa vào đường ảnh hưởng VA VA =33.1+33.22+132.12 = 825 kN Xác định phản lực gối VB dựa vào đường ảnh hưởng VB VB = – 132. 12 = – 66 kN (hướng ngược chiều dương) Xác định nội lực Q tại tiết diện K dựa vào đường ảnh hưởng Qk Qktr=33.1+33.1.12-132.-12=495kN Qkph=33.0+33.1.12-132.-12=462kN Xác định momen M tại tiết diện K dựa vào đường ảnh hưởng Mk Mktr=33.0+33.-12.12.12-132.(366)=3168kNm Mkph=33.0+33.-12.12.12-132.(366)=3168kNm So sánh kết quả ta thấy hoàn toàn phù hợp giữa hai phương pháp. 6. VẼ BIỂU ĐỒ BAO MOMEN VÀ LỰC CẮT: Vẽ biểu đồ bao momen uốn và lực cắt trong đoạn dầm m-n tương ứng với đoàn xe tiêu chuẩn và tải trọng phân bố đều q=30kN/m Vẽ biểu đồ bao momen uốn: Vẽ đ.a.h momen uốn tại các tiết diện chỉ định trên hình vẽ, đặt tải trọng động tại các vị trí bất lợi để tìm các giá trị MK,max; MK,min.Gọi momen uốn do tải trọng bất động gây ra là Mk*,sau đó xác định tung độ biểu đồ bao momen: Mk,maxb=Mk,max+Mk* Mk,minb=Mk,min+Mk* Đối với tiết diện 1 : tung độ đường ảnh hưởng bằng không trên toàn dầm. M1*=M1,max=M1,min=M1,maxb=M1,minb=0 Đối với tiết diện 2: M2*=-2.6.12.30-2.2.12.30=-240kNm M2,max=0 M2,min=80.-2+40.-23=-5603kNm M2,maxb=-240kNm M2,minb=-12803kNm Đối với tiết diện 3: M3*=-127.6.12.30-127.30+127.30+127.6.30-27.30=10207kNm M3,max=80.127+40.87=12807kNm M3,min=80.-127+40.-47=-160kNm M3,maxb=23007kNm M3,minb=-1007kNm Đối với tiết diện 4: M4*=-107.6.12.30-107.30+207.2.30+207.5.30-47.30=28807kNm M4,max=80.207+40.127=20807kNm M4,min=80.-107+40.-1021=-4003kNm M4,maxb=49607kNm M4,minb=584021kNm Đối với tiết diện 5: M5*=-87.6.12.30-87.30+247.3.30+247.4.30-67.30=39007kNm M5,max=80.247+40.127=24007kNm M5,min=80.-87+40.-821=-3203kNm M5,maxb=900kNm M5,minb=946021kNm Đối với tiết diện 6: M6*=-67.6.12.30-67.30+247.4.30+247.3.30-87.30=40807kNm M6,max=80.247+40.127=24007kNm M6,min=80.-87=-6407kNm M6,maxb=64807kNm M6,minb=34407kNm Đối với tiết diện 7: M7*=-43.6.12.30-47.30+207.5.30+207.2.30-107.30=34207kNm M7,max=80.207+40.127=20807kNm M7,min=80.-107=-8007kNm M7,maxb=55007kNm M7,minb=26207kNm Đối với tiết diện 8: M8*=-23.6.12.30-27.30+127.6.30+127.30-127.30=19207kNm M8,max=80.127+40.87=12807kNm M8,min=80.-127=-9607kNm M8,maxb=32007kNm M8,minb=9607kNm Đối với tiết diện 9: M9*=-2.2.12.30=-60kNm M9,max=0.kNm M9,min=80.-2=-160kNm M9,maxb=-60kNm M9,minb=-220kNm Đối với tiết diện 10: tung độ đường ảnh hưởng bằng không trên toàn dầm. M10*=M10,max=M10,min=M10,maxb=M10,minb=0 Ta có bảng số liệu sau: Tiết diện Mk*(kNm) Mk,max(kNm) Mk,min(kNm) Mk,maxb(kNm) Mk,minb(kNm) 1 0 0 0 0 0 2 -240 0 -5603 -240 -12803 3 10207 12807 -160 23007 -1007 4 28807 20807 -4003 49607 584021 5 39007 24007 -3203 900 946021 6 40807 24007 -6407 64807 34407 7 34207 20807 -8007 55007 26207 8 19207 12807 -9607 32007 9607 9 -60 0 -160 -60 -220 10 0 0 0 0 0 Biểu đồ bao momen: Vẽ biểu đồ bao lực cắt: Vẽ đ.a.h lực cắt tại các tiết diện chỉ định trên hình vẽ, đặt tải trọng động tại các vị trí bất lợi để tìm các giá trị QK,max; QK,min.Gọi lực cắt do tải trọng bất động gây ra là Qk*,sau đó xác định tung độ biểu đồ bao lực cắt: Qk,maxb=Qk,max+Qk* Qk,minb=Qk,min+Qk* Đối với tiết diện 1: Q1*=-30.6.12=-90kN Q1,max=0 Q1,min=-80+40.-13=-2803kN Q1,maxb=-90kN Q1,minb=-5503kN Đối với tiết diện 2tr: Q2tr*=-30.6.12-30.2=-150kN Q2tr,max=0kN Q2tr,min=80+40.-1=-120kN Q2tr,maxb=-150kN Q2tr,minb=-270kN Đối với tiết diện 2ph: Q2ph*=30.4.17-30.2+7.30-17.30=15607kN Q2ph,max=80.1+40.57=7607kN Q2ph,min=80.-17=-807kN Q2ph,maxb=23207kN Q2ph,minb=14807kN Đối với tiết diện 3: Q3*=30.4.17+67.6.30-17.2.30=11407kN Q3,max=80.67+40.47=6407kN Q3,min=80.-17=-807kN Q3,maxb=17807kN Q3,minb=10607kN Đối với tiết diện 4: Q4*=30.4.17+57.5.30-27.2.30-17.30=7207kN Q4,max=80.57+40.37=5207kN Q4,min=80.-27=-1607kN Q4,maxb=12407kN Q4,minb=80kN Đối với tiết diện 5: Q5*=30.4.17+47.4.30-37.3.30-17.30=3007kN Q5,max=80.47+40.27=4007kN Q5,min=80.-37+40.(-17)=-2807kN Q5,maxb=100kN Q5,minb=207kN Đối với tiết diện 6: Q6*=30.4.17+37.3.30-47.4.30-17.30=-1207kN Q6,max=80.37+40.17=2807kN Q6,min=80.-47+40.(-27)=-4007kN Q6,maxb=1607kN Q6,minb=-5207kN Đối với tiết diện 7: Q7*=30.4.17+27.2.30-57.5.30-17.30=-5407kN Q7,max=80.27=1607kN Q7,min=80.-57+40.(-37)=-5207kN Q7,maxb=-3807kN Q7,minb=-10607kN Đối với tiết diện 8: Q8*=30.4.17+17.30-17.30-67.6.30=-9607kN Q8,max=80.17+40.121=403kN Q8,min=80.-67+40.(-47)=-6407kN Q8,maxb=-260021kN Q8,minb=-16007kN Đối với tiết diện 9tr: Q9tr*=30.4.17-14.12.30-17.30=-13807kN Q9tr,max=80.17+40.121=403kN Q9tr,min=80.-1+40.(-57)=-7607kN Q9tr,maxb=-386021kN Q9tr,minb=-21407kN Đối với tiết diện 9ph: Q9ph*=30.1.2=60kN Q9ph,max=80.1=80kN Q9ph,min=0kN Q9ph,maxb=140kN Q9ph,minb=60kN Đối với tiết diện 10: tung độ đường ảnh hưởng bằng không trên toàn dầm. Q10*=Q10,max=Q10,min=Q10,maxb=Q10,minb=0 Ta có bảng số liệu sau: Tiết diện Qk* (kN) Qk,max(kN) Qk,min(kN) Qk,maxb(kN) Qk,minb(kN) 1 -90 0 -2803 -90 -5503 2tr -150 0 -120 -150 -270 2ph 15607 7607 -807 23207 14807 3 11407 6407 -807 17807 10607 4 7207 5207 -1607 12407 80 5 3007 4007 -2807 100 207 6 -1207 2807 -4007 1607 -5207 7 -5407 1607 -5207 -3807 -10607 8 -9607 403 -6407 -260021 -16007 9tr -13807 403 -7607 -386021 -21407 9ph 60 80 0 140 60 10 0 0 0 0 0 Biểu đồ bao lực cắt: BÀI TẬP LỚN SỐ 2 TÍNH HỆ GIÀN TĨNH ĐỊNH 1.XÁC ĐỊNH PHẢN LỰC GỐI: Sơ đồ b, số liệu e : P=700kN, Q=2200kN, chiều dài l=24(m) Xác định phản lực gối tựa: MA=0⇔-24VB+7003+6+9+12+15+18+21+350.24 +22009+21=0 ⇒VB=7003+6+9+12+15+18+21+350.24+22009+2124 =5550kN Y=0⇔VA=7.700+2.2200+2.350-5550=4450kN 2.TÍNH NỘI LỰC CỦA DÀN THEO GIẢN ĐỒ CREMONA: Xác định các miền trong và miền ngoài : miền ngoài được ký hiệu bằng các chữ in thường miền trong ký hiệu bằng số la mã.Vẽ theo quy tắc ta được giản đồ Cremona như sau: Bằng cách đo độ dài ta xác định được nội lực các thanh: N1-2=d-I=-4610,38 kN N12-13=III-b=6428 kN N2-13=II-I=-700kN N3-13=II-III=-3005,71 kN 3. VẼ ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG CHO CÁC THANH ĐÃ CHỌN: Chọn thanh các thanh: + thanh biên trên : 1-2 + thanh biên dưới : 12-13 + thanh chống đứng : 2-13 + thanh chống xiên : 3-13 Giả sử có lực P=1kN di chuyển trên dàn cách A một đoạn z Xác định phản lực gối tựa: MA=0⟺VB=P.z24=z24(kN) MB=0⟺VA=P.(24-z)24=24-z24(kN) Vẽ đường ảnh hưởng của thanh biên trên 1-2: Tách nút 1: α=arctg312+arctg23=47,726° β=90°-α=42,274° μ=90°-arctg32=33,69° Đặt P=1kN tại gối A (z = 0) VA=24-z24=1kN x=P.cos33,69-VA.cos33,69+N1-2.cos42,27=0 ⇔N1-2=0 Đặt P= 1kN tại vị trí ngoài thanh 12-13 (3≤z≤24) VA=24-z24(kN) x=VA.cos33,69+N1-2.cos42,27=0 ⇔N1-2=VA.cos33,69cos42,27=24-z241,12442 kN Tại z = 3: N1-2=0,98387kN (nén) Tại z = 24: N1-2=0 Vẽ đường ảnh hưởng của thanh biên dưới 12-13: Giả sử mặt cắt m-n cắt qua các thanh 2-3,3-13,12-13 như hình vẽ Khi lực P di động bên trái mặt cắt m-n, xét phần bên phải(0≤z≤3) M3=N12-13.3.5-VB.18=0 ⇔N12-13=VB.183,5=3z14 kN Tại z = 0: N12-13=0 kN Tại z = 3: N12-13=914 kN Khi lực P di động bên phải mặt cắt m-n, xét phần bên trái(6≤z≤24) M3=N12-13.3.5-VA.6=0 ⇔N12-13=VA.63,5=24-z14 kN Tại z = 6: N12-13 = 1814 kN Tại z = 24: N12-13 = 0 kN Vẽ đường ảnh hưởng của thanh chống xiên 3-13: K-13=2,75tg(arctgθ)=2,75tg(arctg1,56)=11 K-K’=sinarctgγ.K-13=sinarctg3.53.11=8,35182 Khi lực P di động bên trái mặt cắt m-n, xét phần bên phải(0≤z≤3) MK=N3-13.8,35182+VB.32=0 ⇔N3-13=-VB.328,35182=-0,15965z kN (kéo) Tại z = 0: N3-13=0kN Tại z = 3: N3-13=-0,47894kN Khi lực P di động bên phải mặt cắt m-n, xét phần bên trái(6≤z≤24) MK=N3-13.8,35182-VA.8=0 ⇔N12-13=VA.88,35182=0,0399124-z kN (nén) Tại z = 6: N12-13=0,71838kN Tại z = 24: N12-13=0kN Vẽ đường ảnh hưởng của thanh chống đứng 2-13: Tách nút 2: Đặt P= 1kN tại nút 2 (z=3) v =N2-13.cosμ+P.cosμ=0 ⇔N2-13=-P=-1 Khi P= 1kN đặt tại vị trí ngoài thanh 1-2 và 2-3: v =N2-13.cosμ=0 ⇔N2-13=0 Đường ảnh hưởng của lực dọc trong các thanh: 4. XÁC ĐỊNH LẠI NỘI LỰC CÁC THANH THEO ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG: N1-2=-700.0,98387+0,84332+0,70276+0,56221+0,42166+0,28111+0,14055- 2200.0,14055+0,70276=-4610,118 kN N12-13=700.0,64286+1,28569+1,07142+0,85714+0,64285+0,42857+0,21428+ 2200.1,07142+0,21428=6428,507kN N3-13=700.0,47894-0,71838-0,59865-0,47892-0,35919-0,23946-0,11973- 2200.0,59865+0,11973=-3005,209 kN N2-13 =-700 kN Nhận xét: tuy có sai số không đáng kể do quá trình làm tròn số nhưng kết quả hoàn toàn phù hợp với phương pháp tính theo giản đồ Cremona.
Bài Tập Cơ Học Kết Cấu
Cơ học kết cấu là một phần kiến thức cơ sở đối với kỹ sư thuộc các ngành xây dựng cơ bản, môn học được bố trí trong chương trình đào tạo của nhiều trường đại học như xây dựng, giao thông, thuỷ lợi, mỏ địa chất…
Cuốn Bài tập cơ học kết cấu được biên soạn nhằm giúp các kỹ sư và sinh viên nghiên cứu, luyện tập khả năng nhận xét phán đoán tính chất chịu lực của kết cấu và kỹ năng tính toán kết cấu chịu các nguyên nhân tác dụng thường gặp trong thực tế.
Nội dung cuốn sách bao gồm:
– Các bài tập nhỏ, bố trí các chương tương ứng với cuốn Cơ học kết cấu, nhằm đáp ứng yêu cầu về học và dạy phù hợp với chương trình môn học hiện hành trong các trường đại học.
– Các bài tập lớn, nhằm giúp bạn đọc củng cố kiến thức tổng hợp và được bố trí theo các học phần của chương trình môn học.
– Một số bài trong các đề thi sau đại học là các bài tập khó, mang tính chất tổng hợp, dành cho các bạn đọc chuẩn bị thi cao học, nghiên cứu sinh và các sinh viên yêu thích môn học, có ý định dự thi môn Cơ học kết cấu trong các kỳ thi Sinh viên giỏi hoặc Olympic Cơ học kết cấu trong các kỳ thi Sinh viên giỏi hoặc Olympic Cơ học toàn quốc.
Trong lần tái bản này, tác giả đã:
– Chỉnh sửa những sai sót trong cuốn Bài tập cơ học kết cấu xuất bản năm 2000.
– Bổ sung một số nội dung nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và phù hợp với chương trình giảng dạy hiện hành
Về hình thức, sách được chia thành hai phần:
– Phần đề bài.
– Phần đáp số và bài giải, biên soạn theo các mức độ: đáp số; đáp số có chỉ dẫn cách giải và bài giải đầy đủ.
Tác giả chân thành cảm ơn các Cán bộ giảng dạy trong bộ môn Cơ học kết cấu và bộ môn Cầu Hầm đã có những ý kiến đóng góp quý báu cho cuốn Bài tập cơ học kết cấu xuất bản năm 2000.
Chú thích
Phần đề bài
Chương 1. Phân tích cấu tạo hình học của các hệ phẳng
Chương 2. Xác định nội lực trong hệ phẳng tĩnh định chịu tải trọng di động
Chương 3. Xác định nội lực trong hệ phẳng tĩnh định chịu tải trọng di động
Chương 4. Xác định chuyển vị trong hệ thanh phẳng đàn hồi tuyến tính
Một số bài trong các đề thi sau đại học
Phần đáp số và bài giải
Chương 1. Phân tích cấu tạo hình học của các hệ phẳng
Chương 2. Xác định nội lực trong hệ phẳng tĩnh định chịu tải trọng di động
Chương 3. Xác định nội lực trong hệ phẳng tĩnh định chịu tải trọng di động
Chương 4. Xác định chuyển vị trong hệ thanh phẳng đàn hồi tuyến tính
Một số bài trong các đề thi sau đại học
Mời bạn đón đọc.
Giải Bài Tập Tổng Kết Chương 1 Cơ Học
A. Tóm tắt Lý thuyết Tổng kết chương 1 Cơ học – Vận dụng Vật lý 6
Kiến thức cần nhớ trong chương Cơ học:
Đo độ dài
Đo độ dài (tiếp theo)
Đo thể tích chất lỏng.
Đo thể tích vật rắn không thấm nước.
Khối lượng – Đo khối lượng.
Lực – Hai lực cân bằng.
Tìm hiểu kết quả tác dụng của lực.
Trọng lực – Đơn vị lực.
Lực đàn hồi
Lực kế – Phép đo lực, trọng lượng và khối lượng
Khối lượng riêng, trọng lượng riêng
Máy cơ đơn giản
Mặt phẳng nghiêng
Đòn bẩy
Ròng rọc
B. Ví dụ minh họa Tổng kết chương 1 Cơ học – Vận dụng Vật lý 6Ví dụ 1:
Hai quả cầu có kích thước và khối lượng bằng nhau, trong đó có một quả bằng thiếc một quả bằng nhôm
A/ Hãy cho biết quả nào đặc quả nào rỗng? Tại sao?
B/ Quả cầu đặc có thể tích 50cm khối, hãy tính thể tích phần rỗng của quả cầu rỗng.
Biết khối lượng riêng của thiếc D1=7100kg/m khối và của nhôm D2=2700kg/m khối
Hướng dẫn giải:
a) Ta có:
D1=7100kg/m 3
D2=2700kg/m 3
⇒ Quả cầu thiết rỗng
b) Khối lượng quả cầu đặc là:
m=D.V=50.2700=135000(kg)
Vì hai quả cầu này có khối lượng bằng nhau
⇒ Khối lượng quả cầu rỗng bằng 135000kg
Thể tích của quả cầu rỗng là:
⇒ Thể tích phần rỗng của quả cầu rỗng là 19m 3
Ví dụ 2:
Để cân 1 bao gạo có khối lượng là 1,35 kg bằng cân rôbécvan nhưng chỉ có các quả cân loại 50g, 200g và 1kg (mỗi loại 2 quả cân). Phải bỏ quả cân như thế nào đê cân thăng bằng ?
Hướng Dẫn giải:
– Đặt 1 quả cân 1kg, 1 quả cân 200g, 1 quả cân 50g lên đĩa cân trái
– Cũng đặt 1 quả cân 1kg, 1 quả cân 200g, 1 quả cân 50g lên đĩa cân phải
– Từ từ san đều gạo lên 2 đĩa cân sao cho cân thăng bằng. Khi đó, mỗi đĩa cân có 1,925kg
C. Giải bài tập về Tổng kết chương 1 Cơ học – Vận dụng Vật lý 6Để xem nội dung chi tiết của tài liệu các em vui lòng đăng nhập website chúng tôi và download về máy để tham khảo dễ dàng hơn. Bên cạnh đó, các em có thể xem cách giải bài tập của bài trước:
Cập nhật thông tin chi tiết về Chương 1 Cơ Kết Cấu 1 trên website Ictu-hanoi.edu.vn. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!