CENTRUM KSZTAŁENIA USTAWICZNEGO

Im. Pokolenia Kolumbów

Klasa Id

Technik bezpieczeństwa i higieny pracy

PRACA KONTROLNA

Przedmiot:

PODSTAWY MECHANIKI, KONSTRUKCJI, BUDOWY MASZYN I RYSUNKU TECHNICZNEGO

Wykonała:

Monika Bańka

Nauczyciel prowadzący:

Tadeusz Ciastkowski

PŁOCK 2009 rok

1. Układy sił i ich podział. Wyjaśnij pojęcia: więzy i stopnie swobody.

Zbiór dowolnej liczby sił jednocześnie działających na ciało nazywa się układem sił. W zależności od położenia prostych działania tych sił rozróżnia się układy płaskie i przestrzenne.

Wszystkie siły tworzące układ płaski leżą w jednej płaszczyźnie. Układy te dzieli się na zbieżne, równoległe i dowolne.

• Układem płaskim zbieżnym nazywamy zbiór sił, których proste działania przecinają się w jednym punkcie zwanym punktem zbieżności układu.

• Układem płaskim równoległym nazywamy zbiór sił, których proste działania są do siebie równoległe, a ich zwroty mogą być zgodne, przeciwne lub różne.

• Układ płaski dowolny : jeśli układ płaski nie jest układem zbieżnym ani równoległym, to jest płaskim układem dowolnym. Jest to zbór sił o różnych kierunkach działania.

Układ przestrzenny charakteryzuje się tym, że wszystkie siły tworzące go nie leżą w jednej płaszczyźnie, lecz są rozmieszczone w przestrzeni. Podobnie jak płaskie układy sił dzieli się je na zbieżne, równoległe i dowolne. Układy przestrzenne można rozwiązywać metodą wykreślną i analityczną.

Składa się on z trzech wzajemnie prostopadłych osi x, y, z przecinających się w punkcie 0, zwanym początkiem układu.

• Prawy układ współrzędnych

• Lewy układ współrzędnych

STOPNIE SWOBODY – liczba niezależnych ruchów, jakie ciało jest w stanie zrealizować w przestrzeni. Ma ono sześć stopni swobody. W układzie współrzędnych x, y, z ciało swobodne może się przemieszczać wzdłuż osi x, y, z (trzy ruchy prostoliniowe to trzy stopnie swobody) oraz obracać się dookoła tych trzech osi (następne trzy stopnie swobody).

WIĘZY – Każdy rodzaj ograniczenia ruchu nałożonego na poruszające się ciało. Zawsze są realizowane przez przyłożenie pewnych sił, których działanie może być zniesione. Wprowadzając więzy, odbiera się ciału pewną liczbę stopni swobody np. Więzem dla ciężaru wiszącego na linie jest lina, a dla przedmiotu leżącego na stole jest stół.

1. Wykreślne i analityczne warunki równowagi płaskiego zbieżnego układu sił.

WYKREŚLNE WARUNKI RÓWNOWAGI:

Płaski zbieżny układ sił jest w równowadze, gdy:

- wielobok sił jest wielobokiem zamkniętym

ANALITYCZNE WARUNKI RÓWNOWAGI:

- siła wypadkowa jest równa 0

- sumy rzutów tych sił na osie układu współrzędnych muszą być równe zeru

1. Zadanie 5 str. 47

Określić siłę Fs1 rozciągającą cięgno BC oraz siłę Fs2 ściskającą belkę AB, na której końcu zawieszono masę m=200kg. Zadanie rozwiąż analitycznie.

Odpowiedź: 3924 i 3404.

1. Moment siły względem punktu. Co to jest moment główny?

Momentem siły względem punktu nazywamy wektor mający następujące cechy:

• Wartość liczbową równą iloczynowi (F * r) wartości siły przez jej ramię Mo = F * r

• Kierunek prostopadły do płaszczyzny wyznaczonej przez linię działania siły i biegun.

• Zwrot momentu przyjmujemy zgodnie z reguła śruby o gwincie prawozwojnym (śruba będzie przesuwać się w tę stronę, w którą zwrócony jest wektor momentu).

Momentem głównym dowolnego układu sił na płaszczyźnie względem przyjętego bieguna O nazywamy sumę algebraiczną momentów poszczególnych sił tego układu względem tego samego bieguna O. Moment główny nazywamy czasem momentem wypadkowym.

1. Zadanie 3 str. 60

Na belkę o długości 4m działają siły równoległe F1= 2000N, F2=2000N, F3= 3000N, F4= 4000N, F5= 1000N. Określić wartość momentu głównego tego układu względem biegunów A, B i C.

Odpowiedzi. Obliczone wielkości do wszystkich biegunów będą takie same.

1. Wykreślne i analityczne warunki dowolnego przestrzennego układu sił.

Przestrzenny dowolny układ sił jest w równowadze, gdy:

- zerowanie się sum rzutów wszystkich sił na poszczególne osie dowolnego układu odniesienia x, y, z oraz zerowanie się sum momentów wszystkich sił wokół tych osi- (tylko 6 równań).

1. Co rozumiemy przez pojęcie: środek ciężkości figury.

Środek ciężkości figury: jest to punkt, w którym jest zaczepiona siła przedstawiająca ciężar danego ciała i pokrywa się on ze środkiem sił równoległych .

Środek ciężkości wyznaczamy wzorami:

1. Opisz jeden (dowolny) ruch wraz z najczęściej stosowanymi wzorami do obliczeń. Narysuj najczęściej występujące wykresy ilustrujące zależności pomiędzy wielkościami w tym ruchu.

Ruchem jednostajnym prostoliniowym nazywamy taki ruch, którego torem jest linia prosta a prędkość jest stała.

Parametrami charakteryzującymi w/w ruch są: przebyta droga [s], czas trwania ruchu [t] oraz prędkość ruchu [v].
W ruchu jednostajnym prostoliniowym droga równa się iloczynowi prędkości i czasu -
a prędkość jest równa stosunkowi przebytej drogi do czasu.

Jednostki: droga [s] = 1m, czas [t] = 1s, prędkość [v] =1 m/s

Prędkość jest wektorem, więc ma cztery cechy: kierunek, zwrot, wartość i punkt przyłożenia. Wartość prędkości nazywamy szybkością. Najczęściej spotykane jednostki prędkości to metr na sekundę (m/s) i kilometr na godzinę (km/h).

Ponieważ w ruchu jednostajnym droga jest Wykresem prędkości w ruchu jednostajnym jest

funkcją czasu to wykresem drogi jest linia prosta równoległa do osi czasu.

linia prosta nachylona do osi czasu pod

katem którego tangens równy jest wartości

prędkości.

Bibliografia:

1. Podręcznik „Mechanika techniczna” Bogusław Kozak wyd. WSiP

2. www.wikipedia.pl