background image

 

 

PODSTAWY  MECHANIKI   

TECHNICZNEJ

Politechnika Łódzka, Wydział 
Elektroniki 
                   i Elektrotechniki 
Mieczysław JARONIEK, Wydział 
Mechaniczny
Katedra Wytrzymałości Materiałów 

background image

 

 

Literatura podstawowa

 

M. Jaroniek  „Podstawy Mechaniki Technicznej  dla 
Studentów Wydziału Elektroniki i Elektrotechniki” -  
Skrypt - Wyd. Politechniki Łódzkiej, Łódź 2004
J. Leyko „Mechanika Ogólna” - PWN, Warszawa  1999
T. Niezgodziński, „Mechanika Ogólna” - PWN, 
Warszawa  2000
M.E. Niezgodziński, T. Niezgodziński: Wytrzymałość 
materiałów, PWN, Warszawa  2000
M.E. Niezgodziński, T. Niezgodziński: Zadania z 
wytrzymałość materiałów, WNT, Warszawa  1997
Cwiczenia laboratoryjne z wytrzymałości materiałów, 
Praca zbiorowa pod red. M. Banasiaka, PWN, 
Warszawa  2000 
literatura  uzupełniająca

A. Jakubowicz, Z. Orłoś: Wytrzymałość Materiałów, WNT, 1984
M. Banasiak, K. Grossman, M. Trombski: Zbiór zadań z 
wytrzymałości materiałów,  PWN,   Warszawa  1998
M.E. Niezgodziński, T. Niezgodziński: Wzory wykresy i tablice 
wytrzymałościowe, WNT Warszawa 1996

Literatura podstawowa

 

M. Jaroniek  „Podstawy Mechaniki Technicznej  dla 
Studentów Wydziału Elektroniki i Elektrotechniki” -  
Skrypt - Wyd. Politechniki Łódzkiej, Łódź 2004
J. Leyko „Mechanika Ogólna” - PWN, Warszawa  1999
T. Niezgodziński, „Mechanika Ogólna” - PWN, 
Warszawa  2000
M.E. Niezgodziński, T. Niezgodziński: Wytrzymałość 
materiałów, PWN, Warszawa  2000
M.E. Niezgodziński, T. Niezgodziński: Zadania z 
wytrzymałość materiałów, WNT, Warszawa  1997
Cwiczenia laboratoryjne z wytrzymałości materiałów, 
Praca zbiorowa pod red. M. Banasiaka, PWN, 
Warszawa  2000 
literatura  uzupełniająca

A. Jakubowicz, Z. Orłoś: Wytrzymałość Materiałów, WNT, 1984
M. Banasiak, K. Grossman, M. Trombski: Zbiór zadań z 
wytrzymałości materiałów,  PWN,   Warszawa  1998
M.E. Niezgodziński, T. Niezgodziński: Wzory wykresy i tablice 
wytrzymałościowe, WNT Warszawa 1996

background image

 

 

Prawa mechaniki Newtona.
Zasady statyki.     WiĘzy i ich reakcje 

Prawa mechaniki Newtona.
Zasady statyki.     WiĘzy i ich reakcje 

1. Punkt materialny na który nie działa żadna siła 

pozostaje w spoczynku, lub  porusza się ruchem 

jednostajnym po linii prostej....

2. Przyspieszenie punktu materialnego jest wprost prop. 

 do siły działającej na ten punkt i  ma kierunek 

siły.....          P=mp. 

3. Siły wzajemnego oddziaływania dwóch  punktów 

materialnych są równe co do wartości bezwzględnej, 

lecz przeciwnie skierowane i działają wzdłuż prostej 

łączącej te punkty

        Zasady statyki.

Z. równoległoboku    

2.

Zasada  równowagi „=”    P  =  P

Zasada układu zerowego „0”

Zasada  zesztywnienia

Zasada działania i przeciwdziałania  (A i R )

Zasada oswobodzenia od  więzów reakcji

background image

 

 

 

 
 
 
 
 

P

P

 

 

 
 
 
 
 

A

 

cos

2

2

1

2

2

2

1

P

P

P

P

R

 
 
 
 
 

S  

S  

P  

x  

R

AY

  

R

AX

  

 
 
 
 
 

 -S 

 S 

 -P 

  Układ zerowy 

 Zasada równowagi 

 
 
 
 
 

-S 

+S 

b) 

background image

 

 

                 

Więzy i ich reakcje  

   Więzami nazywamy sposób połączenia elementów konstrukcji, tak aby nie stawały się 
mechanizmami. 
            Rozróżniamy  następujące  rodzaje  więzów  –  sposobów  połączenia  lub  zamocowania 
elementów konstrukcji:
1.      Przegub kulisty – posiada trzy składowe reakcji Rx, Ry, Rz
2.       Przegub  walcowy  –  nazywany  podporą  przegubową  nieprzesuwną  -  posiada  dwie               
składowe reakcji Rx, Ry
3.      Podpora przesuwna – oparta na podporach rolkowych – jedna reakcja Ry skierowana  jest 
prostopadle do płaszczyzny przesuwu rolek
4.      Utwierdzenie - posiada trzy składowe reakcji Rx, Ry, Mu 

 
 
 
 
 

R

R

R

R

R

R

 
 
 
 
 

R

R

R

R

P

 

M

R

background image

 

 

Podpory  przegubowo – przesuwne  oraz  podpory  
przegubowe 
 ( nieprzesuwne )  mostu na rzece Warcie w Konopnicy
 

Podpory  przegubowo – przesuwne  oraz  podpory  
przegubowe 
 ( nieprzesuwne )  mostu na rzece Warcie w Konopnicy
 

Podpory przegubowo – przesuwne

Podpory przegubowe – nieprzesuwne

background image

 

 

Płaski układ sił zbieżnych  - warunki 
równowagi. 

 
 
 
 
 

R

R

R

P

 

M

R

P

 

[N/m]

 

 
 
 
 
 

R

R

R

 

P

P

P

2y 

P

1x 

P

i 

P

ix

= P

i

cos

P

iy

=Pisin

P

2x 

2

1

2

1

n

i

iy

n

i

ix

P

P

R

n

i

ix

P

1

0

n

i

iy

P

1

0

background image

 

 

 
 
 
 
 

h

O

 

R

 

R

 

R

x

= Rcos

 

R

y

=Rsin

 

 

M=Rh

R

 

Dowolny płaski układ  sił. 
Redukcja wypadkowej  układu sił do wektora głównego i  
momentu głównego 

 
 
 
 
 

P

P

P

P

P

background image

 

 

Zasady algebry wektorów 

 

Wektorami nazywamy wielkości definiowane przez kierunek (linię działania), 

wartość  bezwzględną  (moduł)  oraz  zwrot  (np.  siła,  przyspieszenie, 
prędkość).

a) Geometryczna  interpretacja  wektora,                              b)  wektor    we 

współrzędnych

                                                                                   kartezjańskich na 

płaszczyźnie.      

 
 
 
 
 

A 

B 

P

 

 i 

a)

 

               

 
 
 
 
 

x  

y  

  

b )

 

j

P

y

 

i

 

P

 

i

P

x

 

j

 

2

2

y

x

P

P

P

 

j

P

i

P

P

y

x

background image

 

 

Suma i różnica wektorów 

 

Sumę i różnicę dwóch wektorów na płaszczyźnie zapisujemy następująco      

 
 
 
 
 

 A

 

 A

x

i 

 C

 

 

 i 

  j 

 B

x

i 

A

y

j 

 B

y

j 

 B

x

i 

 B 

        

 
 
 
 
 

 A

 

 A

x

i 

 C

 

 - 

 i 

  j 

 B

x

i 

A

y

j 

 B

y

j 

 - B 

j

B

i

B

j

A

i

A

B

A

y

x

y

x

j

B

A

i

B

A

B

A

C

y

y

x

x

)

(

)

(

j

C

i

C

B

A

C

y

x

background image

 

 

Iloczyn skalarny                     Iloczyn  
wektorowy        

 

Geometryczna  interpretacja  iloczynu  skalarnego                  Wartość  iloczynu 
wektorowego można
                                                                                       obliczyć na podstawie 
wyznacznika 

 
 
 
 
 

 

 

 |B| cos  

 S = |A| |B| cos  
 

 
 
 
 
 
 
 

C

 

A

 

B

 

C

=

A

 

x

 B

 

 

 

i

 

j

 

k

 

sin

B

A

C

z

y

x

z

y

x

B

B

B

A

A

A

k

j

i

C

background image

 

 

Moment siły  względem punktu        Moment siły  
względem osi 

 

Moment  siły  P  jest  iloczynem  wektora  r  oraz  siły  P          Moment  siły  P 
względem osi z jest równy
                                                                                        rzutowi na tę oś 
momentu M

o

 

 
 
 
 
 

 .

 

O

 

P

 

M=  P r sin

 

 h=r sin

 

 

 M=

 P

 

r

 

A

 

B

 

z

y

x

z

y

x

P

P

P

r

r

r

k

j

i

P

r

M

 
 
 
 
 

M

M

z

=  P h

 

 

A

 

B

 

B 

A 

P 

h 

r 

M

z

 = 

r

  P 

 r 

background image

 

 

 
 
 
 
 

h

O

 

P

i 

P

ix

= P

i

cos

P

iy

=Pisin

 
 
 
 
 

h

O

 

P

P

i 

P

ix

= P

i

cos

P

iy

=Pisin

M=P

i

h

P

n

i

ix

P

1

0

n

i

iy

P

1

0

0

1

n

i

iA

M

Przesunięcie siły P

i

 z punktu A do dowolnego punktu O 

Warunki równowagi dowolnego płaskiego układu sił. 

 
 
 
 
 

h

O

 

P

P

ix 

P

iy 

M=P

i

h

A

 

background image

 

 

 
 
 
 
 

h

O

 

P

P

ix 

P

iy 

M=P

i

h

A

 

 
 
 
 
 

h

O

 

P

P

i 

P

ix

= P

i

cos

P

iy

=Pisin

M=P

i

h

P

Przesunięcie siły  Pi  z  punktu  A  do  dowolnego  
punktu  O 

 
 
 
 
 

h

O

 

P

i 

P

ix

= P

i

cos

P

iy

=Pisin

 
 
 
 
 

h

O

 

P

P

ix 

P

iy 

M=P

i

h

A

 

 
 
 
 
 

h

O

 

P

P

i 

P

ix

= P

i

cos

P

iy

=Pisin

M=P

i

h

P

n

i

ix

P

1

0

n

i

iy

P

1

0

0

1

n

i

iA

M

background image

 

 

 
 
 
 
 

h

O

 

R

 

R

 

R

x

= Rcos

 

R

y

=Rsin

 

 

M=Rh

R

 

Redukcja układu sił do wektora głównego R i  momentu 
głównego M.  Przesunięcie wektora R do dowolnego 
punktu O 

Redukcja układu sił do wektora głównego R i  momentu 
głównego M.  Przesunięcie wektora R do dowolnego 
punktu O 

background image

 

 

n

i

ix

P

1

0

n

i

iy

P

1

0

0

1

n

i

iA

M

 
 
 
 
 

P

 

M

c

=2P

=30

l

 

l

 

l

 

 

A

 

B

 

C

 

D

 

 

 

 

R

AY 

R

AX 

R

            Przykład dowolnego płaskiego układu sił. 

Sztywna belka AD jest podparta przegubowo w 
punkcie A oraz na podporze rolkowej D 
położonej na płaszczyźnie nachylonej pod kątem 
 do poziomu.

            Przykład dowolnego płaskiego układu sił. 

Sztywna belka AD jest podparta przegubowo w 
punkcie A oraz na podporze rolkowej D 
położonej na płaszczyźnie nachylonej pod kątem 
 do poziomu.

background image

 

 

 
 
 
 
 

R

R

R

 

P

P

P

P

P

P

 
 
 
 
 

P

P

P

R

R

 

R

P

1

+P

R=P

1

+P

2

+P

2

1

2

1

n

i

iy

n

i

ix

P

P

R

2

2

y

x

R

R

R

n

i

iy

P

1

0

n

i

ix

P

1

0

0

1

n

i

iA

M

Płaski układ sił                   -       warunki 
równowagi. 

background image

 

 

Obliczyć reakcje

Obliczyć reakcje

 
 
 
 
 

 

P

 

45

a

 

 b

 

 a

 

 

A

 

B

 

C

 

R

AX 

R

AY 

R

CX 

R

CY 

 x

 

 y

 

background image

 

 

 

Przykład dowolnego płaskiego układu sił

.

 

Obliczyć reakcje

 

Przykład dowolnego płaskiego układu sił

.

 

Obliczyć reakcje

 
 
 
 
 

 P

 

45

a

 

 b

 

 a

 

 

A

 

B

 

C

 

 
 
 
 
 

 P

 

45

a

 

 b

 

 a

 

 

A

 

B

 

C

 

R

AX 

R

AY 

R

CX 

R

CY 

 x

 

 y

 

background image

 

 

 
 
 
 
 

 P

 

 

C

 

R

BX 

R

BY 

R

CX 

R

CY 

  P

 

 

C

 

R

CX 

R

CY 

 S

 

B

 

B

 

45

 

S

 

 
 
 
 
 

45

a

 

S=R2

 

 

A

 

B

 

R

AX 

 R

AY 

 R

BX 

R

BY 

 x

 

 y

 

S=R2

 

background image

 

 

 
 
 
 
 

 P

 

45

a

 

 b

 

 a

 

 

A

 

B

 

C

 

R

AX 

R

AY 

R

CX 

R

CY 

 x

 

 y

 

 
 
 
 
 

 P

 

45

 

C

 

 S

 

R

CX 

R

CY 

 x

 

 y

 

 S

 

A

 

B

 

 
Przykłady zastosowania płaskiego układu sił 
zbieżnych do wyznaczenia reakcji.

 
Przykłady zastosowania płaskiego układu sił 
zbieżnych do wyznaczenia reakcji.

background image

 

 

Obliczyć reakcje na podporze C oraz siłę S w pręcie BD,  
mając dane: a, b, l, , E, Rm , n, P

Obliczyć reakcje na podporze C oraz siłę S w pręcie BD,  
mając dane: a, b, l, , E, Rm , n, P

 
 
 
 
 

P

 

E, F

 

=30

a

 

b

 

l

 

 

S

 

R

CY 

R

CX 

B

 

A

 

C

 

D

 

S

 

S

 

background image

 

 

 
 
 
 
 

P

 

E, F

 

=30

a

 

b

 

l

 

 

A

 

B

 

C

 

D

 

 
 
 
 
 

P

 

E, F

 

=30

a

 

b

 

l

 

 

S

 

R

CY 

R

CX 

B

 

A

 

C

 

D

 

S

 

S

 

background image

 

 

Aby rozwiązać zadanie, należy rozwiązać układ 3 równań 
równowagi  przy  czym  siłę  S  należy  obliczyć  z  warunku 
sumy momentów względem 
punktu  C,  a  następnie  wykorzystując  pozostałe  równania 
obliczyć reakcje

.

                 

 

n

i

ix

P

1

0

n

i

iy

P

1

0

0

1

n

i

iC

M

0

sin

CX

R

S

0

cos

CY

R

S

P

0

cos

)

(

b

S

b

a

P

cos

)

(

b

b

a

P

S

 
 
 
 
 

P

 

E, F

 

=30

a

 

b

 

l

 

 

S

 

R

CY 

R

CX 

B

 

A

 

C

 

D

 

S

 

S

 

background image

 

 

Aby  rozwiązać  zadanie,  należy  rozwiązać  układ  3  równań 
równowag  przy  czym  obciążenie  ciągłe  zastępujemy  siłą 
wypadkową Q=q (2l  )

 
 
 
 
 

R

BY 

R

P=q

l 

q [“a” kN/m ] 

l/2 

R

BX 

 
 
 
 
 

R

BY 

R

P=q

l 

q [“a” kN/m ] 

l/2 

R

BX 

background image

 

 

Prawa tarcia  
 
1. Wartość siły tarcia nie zleży od wielkości stykających się 
powierzchni, ale od ich rodzaju (rodzaj powierzchni, stan 
chropowatości i tp.)
2. Wartość siły tarcia zleży od nacisku normalnego i zawiera się 
w granicach 0TT

max

=N

3.Zwrot (kierunek) siły tarcia jest przeciwny do kierunku ruchu 

 
 
 
 
 



N = Q 

T= 

 

 
 
 
 
 

Q sin  

R = Q 

T= 

 

Q cos  

N  

  

  

background image

 

 

 
 
 
 
 

Q sin  

R = Q 

T= 

 

 Q cos  

N  

  

  

 C 

  

 h/2  

 x 

 y 

W obliczeniach należy uwzględniać wymiary ciała i wówczas siły 
działające  na  element  muszą  spełniać  warunki  równowagi 
płaskiego układu sił 

Równania  równowagi  dla  ciała,  leżącego  na  równi  nachylonej  pod 
kątem  mają postać

           

                                           

              oraz                                    

sin

0

1

Q

T

P

n

i

ix

cos

0

1

Q

N

P

n

i

iy

2

sin

0

1

h

Q

e

N

M

n

i

iC

tg

h

e

2

cos

sin

Q

Q

N

T

tg

background image

 

 

 
 
 
 
 

 h

 

 b

 

 a

 

 r

 

 

 

 M

 

 

 

 c

 

S

 

S

 

Obliczyć  siłę  S  potrzebną  do  zahamowania  koła  o  promieniu  r 
obciążonego momentem M. Dane : M, a, b, c, r, h, . 

           

background image

 

 

 
 
 
 
 

 h

 

 b

 

 a

 

 

 

 M

 

 c

 

S

 

 N

 

 T

 

 N

 

 N

 

 T

 

T

 

 

r

 

 

 N

 

T

 

  S

 

Sposób oswobodzenia od  więzów reakcji oraz podział konstrukcji 
 hamulca na podstawowe elementy

background image

 

 

Obliczyć  siłę  S  potrzebną  do  zahamowania  koła  o  promieniu  r 
obciążonego momentem M. Dane : M, a, b, c, r, h, . 

           

 
 
 
 
 

 h

 

S

 

 S

 

 b

 

 a

 

 a

 

 r

 

 

 

 M

 

 

 

 c

 

S

 

S

 

S

 

S

 

background image

 

 

Sposób oswobodzenia od  więzów reakcji oraz podział konstrukcji 
 hamulca na podstawowe elementy

 
 
 
 
 

 h

 

 b

 

 a

 

 

 

 M

 

 c

 

S

 

S

 

 N

 T

 N

 N

 T

T

 

r

 

 

 N

T

  S

 

 a

 

background image

 

 

 
 
 
 
 


N = Q 

T= 

 

 
 
 
 
 

Q sin  

R = Q 

T= 

 

Q cos  

N  

  

  

 P

ix

=0    T=Q sin        P

iy

=0   N=Q cos 

T= N  zatem     Q cos  = Q sin                        

= tg 

 
 
 
 
 

S

2

S

S

S

 

S

S+dS 

dN

 

dT

 

dT=dN

 

d

 

d/2

 

d/2

 

d/2

 

 

d

 

 

 





e

S

S

e

C

S

1

2

d

S

dS

Sd

dN

dT

dS

background image

 

 

 
 
 
 
 

S

 S

S

S

 

S

S+dS 

dN

 

dT

 

dT=dN

 

d

 

d/2

 

d/2

 

d/2

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

0

2

/

sin

2

/

sin

0

2

/

cos

2

/

cos

d

dS

S

d

S

dN

dT

d

dS

S

d

S

Rozpatrując warunki równowagi elementu cięgna otrzymujemy zależności 
między elementarną siłą tarcia dT  i  przyrostem siły dS. Dla elementarnych 
kątów d  0  cos (d

/2)  1 oraz sin(d/2)  0     otrzymujemy zależności 

między siłą tarcia dT oraz przyrostem siły dS. 
dla   = 0 siła  S = S

1

  skąd  C = S

1

  oraz dla  =    S = S

2

  otrzymujemy 

wartość siły  S

2

 dla kąta opasania walca  oraz współczynnika tarcia . 

d

S

dS

Sd

dN

dT

dS

Sd

dN

dN

dT

dS

dT

d

S

dS

A

S

ln

S

e

A



e

C

S



e

S

S

1

2

background image

 

 

            Kratownice

            Kratownice

Kratownicami 
nazywamy konstrukcje 
składające się z 
prętów połączonych ze 
sobą w taki  sposób, 
który zapewnia 
geometryczną 
niezmienność 
struktury, przy 
założeniu, że pręty są 
nieodkształcalne. 
Klasycznym 
przykładem kratownic 
są konstrukcje 
mostowe, słupy trakcji 
wysokiego napięcia, 
konstrukcje dźwigów, 
suwnic i tym podobne. 

 
 
 
 
 

P

 

E, F

 

a

 

  

 

P

 

a

 

 

a

 

=30

 

a

 

a

 

background image

 

 

Obliczyć siły w prętach kratownicy przedstawionej na 

rysunku - Warunek geometrycznej niezmienności układu

Obliczyć siły w prętach kratownicy przedstawionej na 

rysunku - Warunek geometrycznej niezmienności układu

3

2 

 w

p

 
 
 
 
 

a) 

b) 

B 

C 

 
 
 
 
 

P

 

a

 

 

 2P

 

a

 

 

 

a

 

=45

A

 

B

 

C

 

  D

 

 E

 

1

 

 2

 

3

 

4

 

6

 

  5

 

R

BX 

R

CX 

R

CY 

R

BY

=0 

background image

 

 

Obliczyć siły w prętach kratownicy   -  najpierw  należy  obliczyć  siły  
w  punktach podparcia  B i  C,   następnie dla każdego węzła zapisać 

układ 2  równań równowagi

  

   

Obliczyć siły w prętach kratownicy   -  najpierw  należy  obliczyć  siły  
w  punktach podparcia  B i  C,   następnie dla każdego węzła zapisać 

układ 2  równań równowagi

  

   

 
 
 
 
 

P

 

 

 2P

 

 

 

A

 

B

 

C

 

  D

 

 E

 

S

 S

S

S

S

S

S

S

R

CX 

 R

CY 

R

BX 

n

i

ix

P

1

0

n

i

iy

P

1

0

background image

 

 

 
 
 
 
 

P

 

E, F

 

a

 

a

 

l

 

 

2P

 

2a

 

a

 

 

 

 

 

 

background image

 

 

Przykład kratownicy będącej konstrukcją nośną

pokrycia hangaru 

Przykład kratownicy będącej konstrukcją nośną

pokrycia hangaru 

background image

 

 

Zagadnienia statycznie wyznaczalne

                                                                 

n

i

ix

P

1

0

n

i

iy

P

1

0

0

1

n

i

iA

M

 
 
 
 
 

P

 

E, F

 

a

 

b

 

l

 

 

2P

 

a

 

a

 

A

 

B

 

D

 

C

 

 
 
 
 
  

P

 

 S 

 

a

 

b

 

l

 

 

2P

 

a

 

a

 

A

 

B

 

  D

 

C

 

B

 

R

R

 

R

AY 

 R

DY 

R

DX 

R

AX 

 S 

 

background image

 

 

              

Zagadnienia statycznie niewyznaczalne

 

Przykład  konstrukcji statycznie niewyznaczalnej 
– na podporach przesuwnych A i B wystąpią reakcje pionowe R

AY

 i 

R

BY

a na podporze C przegubowo -  nieprzesuwnej  dwie składowe 
reakcji R

CX

  

i R

CY

,  zatem mamy cztery niewiadome, a układu nie można 

rozłożyć na prostsze elementy - układy statycznie niewyznaczalne  
rozwiązujemy innymi metodami.

 
 
 
 
 

P

 

a

 

b

 

 2P

 

a

 

a

 

A

 

B

 

C

 

R

AY 

R

BY 

R

CY 

R

CX 

background image

 

 

2

1

2

1

2

1

n

i

iz

n

i

iy

n

i

ix

P

P

P

R

2

2

2

z

y

x

R

R

R

R

2

1

2

1

2

1

n

i

iz

n

i

iy

n

i

ix

M

M

M

M

n

i

ix

P

1

0

n

i

iy

P

1

0

n

i

iz

P

1

0

0

1

n

i

ix

M

0

1

n

i

iy

M

0

1

n

i

iz

M

Dowolny przestrzenny układ sił - warunki 
równowagi.

 
 
 
 
 

M

iy 

P

P

ix 

P

iz 

P

iy 

M

iz 

M

ix 

z

 

x

 

y

 

x

y

z

P

P

 P

background image

 

 

Obliczyć  siły  działające  na  łożyska  p.  A  i  B  utrzymujące 
wał,  na  którym  zamocowano  koła  zamachowe  (R

AY

,  R

AZ

R

BX

, R

BY

, R

BZ

). 

Dane do obliczeń: P, R, l.

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

  

 

 

   

2l 

 P 

 l 

2R 

 A 

   B 

  l 

 P 

2R 

  d 

background image

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

  

 

 

   

2l 

 P 

 l 

2R 

 A 

   B 

  l 

 P 

2R 

  d 

 

 

 

 

 

R

Ay 

R

Az 

R

Bz 

 R

By 

R

Bx 

0

1

n

i

ix

M

      

n

i

ix

P

1

0

       

n

i

iy

P

1

0

      

n

i

iz

P

1

0

      

0

1

n

i

iy

M

        

0

1

n

i

iz

M

Aby rozwiązać zadanie, należy obliczyć siłę S na 

podstawie sumy momentów względem osi   x M

ix

=0,   a   

następnie wykorzystując 

pozostałe równania równowag i  obliczyć reakcje w 

łożyskach.

 

Aby rozwiązać zadanie, należy obliczyć siłę S na 

podstawie sumy momentów względem osi   x M

ix

=0,   a   

następnie wykorzystując 

pozostałe równania równowag i  obliczyć reakcje w 

łożyskach.

 

background image

 

 

Obliczyć siły reakcji (RAY, RAZ, RBX, RBY, RBZ) w 

łożyskach A i B utrzymujących wał, na którym 

zamocowano koła. 

Dane do obliczeń: P, R, l.

Obliczyć siły reakcji (RAY, RAZ, RBX, RBY, RBZ) w 

łożyskach A i B utrzymujących wał, na którym 

zamocowano koła. 

Dane do obliczeń: P, R, l.

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

  

 

 

   

2l 

 P 

2S 

 l 

2R 

 A 

  l 

 P 

2R 

  d 

 S 

2S 

 x 

  y 

 z 

 y 

 z 

background image

 

 

 
 
 
 
 

M

iy 

G

G

G

G

M

iz 

M

ix 

z

 

x

 

y

 

x

y

z

G

 
 
 
 
 

M

iy 

M

iz 

M

ix 

z

 

x

 

y

 

x

y

z

G=F

V

x

V

x

n

i

i

i

c

1

V

y

V

y

n

i

i

i

c

1

V

z

V

z

n

i

i

i

c

1

V

xdV

x

V

c

V

ydV

y

V

c

V

zdV

z

V

c

Środek sił równoległych - środki ciężkości      
(G

i

=V

i



i

 )

         

0

1

n

i

ix

M

c

n

i

i

i

n

n

x

G

x

G

x

G

x

G

x

G

1

2

2

1

1

....

G

x

G

x

n

i

i

i

c

1

background image

 

 

 
 

1.

         

 Współrzędna  środka ciężkości łuku okręgu o promieniu r i 

kącie 2

 
 
 
 
 

dl=r d

 

r sin

 

rcos

 

y=rcos

 

 

d

 

 

l

ydl

y

l

c

sin

2

sin

2

cos

2

2

0

2

0

2

r

r

d

r

ydl

l

sin

r

y

c

 r

2

r

y

c

2

background image

 

 

1.

         

 Współrzędna  środka ciężkości wycinka  koła o promieniu r 

i kącie 2 

 
 
 
 
 

F

 

r sin

 

rcos

 

2/3

 

sin

3

r

y

c

r

y

c

3

4

background image

 

 

  

Współrzędna środka ciężkości trójkąta o podstawie b 
i wysokości h 

 
 
 
 
 

dF=b(y) dy

 

h-y 

b(y) 

F

ydF

y

F

c

6

3

2

)

(

)

(

2

0

3

2

0

0

bh

y

h

b

y

b

dy

y

h

h

b

y

dy

y

b

y

ydF

h

h

h

F

2

bh

h

b

y

h

y

b

)

(

dy

y

h

h

b

dF

)

(

3

h

y

c

background image

 

 

 
 
 
 
 

F

 

r sin

 

rcos

 

2/3

 

sin

3

r

y

c

r

y

c

3

4

1.

            

Współrzędną  środka  ciężkości  wycinka  koła  o 

promieniu r i kącie 2 obliczamy wg tego samego wzoru 

zakładając,  że  wycinek  składa  się  nieskończonej  liczby 
trójkątów    i  zastępując  linię  o  promieniu  r  linią  o 
promieniu r

s

=(2/3)r  np.  dla półkola  =/2

background image

 

 

Współrzędną  środka  ciężkości  wycinka  czaszy   
kulistej  (czaszy  spadochronu)  o  promieniu  r  i  kącie 
2 obliczamy wg wzoru

 
 
 
 
 

dF=2

r sin

 rd

 

r sin

 

rcos

 

z=rcos

 

 

 d

 

 

   z

h/2 

dz 

F

zdF

z

F

c

2

3

0

2

3

0

3

sin

sin

cos

sin

2

r

r

d

r

zdF

F

)

1

(cos

2

cos

2

sin

2

2

0

2

0

2

r

r

d

r

dF

F

F

)

cos

1

(

2

1

 r

z

c

background image

 

 

W przypadku powierzchni składającej się z kilku 
elementów o znanych powierzchniach  (F

i

)  i znanych 

współrzędnych środków ciężkości poszczególnych figur 
(x

i

,y

i

)  przy wyznaczaniu globalnych współrzędnych  

należy korzystać ze wzorów 

n

i

i

n

i

i

i

c

F

x

F

x

1

1

n

i

i

n

i

i

i

c

F

y

F

y

1

1

 
 
 
 
 

4a 

3a 

3a 

3a 

background image

 

 

    Twierdzenia Guldina - Papusa.

Powierzchnię bryły obrotowej jest iloczynem drogi środka ciężkości 
linii (2x

c

), która jest tworzącą tej powierzchni pomnożoną przez 

długość linii (l). 
Objętość bryły obrotowej jest iloczynem drogi środka 
ciężkości(2x

c

),  powierzchni (F),  która jest połową przekroju 

poprzecznego pomnożoną przez tę powierzchnię. 

l

x

F

c

2

F

x

V

c

2

 
 
 
 
 

x

c

=(4/3)(r/) 

torus

 

V

t

=2X

c

r

 

S=r

r

 

x

V

k

=2x

c

S

p

=(4/3)r

S

p

=(1/2)

 r

kula

 


Document Outline