Методическая разработка открытого занятия Плоская система произвольно расположенных сил по дисциплине Прикладная механика
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
АМВРОСІЇВСЬКИЙ ІНДУСТРІАЛЬНИЙ ТЕХНІКУМ
МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА
відкритого заняття
ПЛОСКА СИСТЕМА ДОВІЛЬНО РОЗМІЩЕНИХ СИЛ
з дисципліни Прикладна механіка
спеціальність: 5.05130109 «Виробництво тугоплавких неметалевих
і силікатних матеріалів і виробів»
2011
Методична розробка відкритого заняття з дисципліни Прикладна механіка.
Підготував Цуцман Ю.Д. – викладач Амвросіївського індустріального технікуму – 2012.
Викладено методику проведення лекційного заняття з використанням інтерактивних форм навчання і мультимедійного супроводу з теми: «Плоска система довільно розміщених сил».
Для викладачів технічної механіки вищих навчальних закладів 1-2 рівнів акредитації.
Рецензенти: Цемах І.В. – голова регіонального методичного об’єднання викладачів Технічної механіки, викладач вищої категорії Технічної механіки Сніжнянського гірничого технікуму
Руденко А.Б. – викладач першої категорії Технічної механіки
Амвросіївського індустріального технікуму
Розглянуто та схвалено на засіданні циклової комісії професійних технологічних дисциплін (протокол № 1 від 31.08.2011р.).
З М І С Т
1. Передмова
2. План заняття
3. Структура заняття
4. Хід заняття
5. Додатки
ПЕРЕДМОВА
Основне завдання промисловості полягає в розширенні та удосконаленні індустріальної бази розвитку економіки, у підвищенні технічного рівня й ефективності виробництва, а також у корінному покращенні якості продукції.
Для втілення у життя поставлених завдань треба вжити заходів з підготовки висококваліфікованих спеціалістів для впровадження нової техніки, технологічних процесів, покращення організації виробництва.
До переліку основних сучасних тенденцій світового розвитку, що обумовлюють істотні зміни в системі освіти, відносяться:
прискорення темпів розвитку суспільства і як наслідок – необхідність підготовки людей до життя в умовах, що швидко змінюються;
перехід до постіндустріального, інформаційного суспільства, у зв’язку з чим особливу важливість набувають фактори зростання конкуренції, скорочення сфери некваліфікованої та малокваліфікованої праці, глибокі структурні зміни у сфері зайнятості, що визначають постійну потребу в підвищенні професійної кваліфікації та перепідготовці працівників, зростання їх професійної мобільності.
У підготовці техніків-технологів навчальна дисципліна Прикладна механіка завжди займала одне з чільних місць.
Дисципліна Прикладна механіка, яка поєднує Теоретичну механіку та Деталі машин і механізмів, є однією з найважливіших загальнотехнічних дисциплін для підготовки молодших спеціалістів, здатних успішно розв’язувати вищезазначені завдання.
Прикладна механіка включає розділи Статика, Кінематика, Динаміка. Кожний блок дисципліни вивчається у порядку, передбаченому програмою. Послідовність вивчення навчального матеріалу обумовлена логікою науки. Зміст дисципліни повинен відповідати сучасному стану науки і техніки.
У процесі вивчення дисципліни необхідно сприяти формуванню у студентів науково-матеріалістичних поглядів, інтересу до обраної професії, усвідомленої дисципліни, почуття відповідальності до своїх професійних обов’язків, розвитку творчих здібностей і аналітичного професійного мислення, інтересу до пізнавальної діяльності, виробленню навичок самостійної роботи з науково-технічною і довідковою літературою.
При вивченні предмета необхідно враховувати міжпредметні зв’язки з дисциплінами Фізика, Креслення, Машини та обладнання підприємств тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів і виробів.
Програмою дисципліни Прикладна механіка передбачається вивчення загальних законів механічного руху та механічної взаємодії матеріальних тіл; устрій та область застосування і основи проектування деталей машин і вузлів загального призначення; загальні відомості про передачі, їх класифікацію, кінематичні і силові співвідношення в передачах, методику розрахунку передач.
Студенти повинні вміти розв’язувати задачі статики, кінематики і динаміки, розраховувати деталі машин і вузли загального призначення, використовуючи технологічний регламент і план ліквідації аварій, пускати, зупиняти і виводити на режим нормальної роботи технологічне обладнання.
Поряд з вивченням теоретичного матеріалу важливе значення надається проведенню практичних занять, метою яких є набуття студентами навичок розв’язання задач, що імітують виробничі ситуації, виконання розрахунків з використанням комп’ютера, довідково-технічної літератури.
При вивченні студентами дисципліни особливу увагу варто приділяти самостійній роботі студентів, що сприятиме поглибленню професійно-практичної підготовки, формуванню умінь і навичок самостійної розумової роботи, розвитку пізнавальних здібностей. Різні види самостійних занять можуть проводитися як на уроках, так і позакласно.
Пріоритетним завданням освіти України у новому тисячолітті є така організація набуття знань, яка б сприяла розвитку особливості студента, становленню його творчого потенціалу. Це означає, що студент є не пасивним сприймачем інформації, а співавтором заняття. Викладач не лише пояснює матеріал, але й виявляє індивідуальні особливості, здібності й нахили студентів, створює сприятливі умови для їхнього духовного розвитку. У цьому велика роль відводиться інтерактивним технологіям навчання. Вони допомагають готувати молодь до життя і громадської активності.
Новітні технології спрямовані на покращення якості життя та широко використовуються у навчанні. У сучасному світі вимоги до викладача різко зростають, оскільки викладач не тільки має досконало знати свій предмет, чітко уявляти сферу сучасного застосування набутих студентами умінь та навичок, слідкувати за сучасним розвитком наукових знань у своїй галузі, а й адаптуватися до умов швидкого розвитку інноваційних засобів навчання. Стрімкий розвиток сучасних комп'ютерних технологій, за умов правильного використання, може полегшити та удосконалити роботу викладача.
Використання комп'ютерних підручників та мультимедійних презентацій лекцій суттєво полегшує повсякденну роботу викладача й сприяє підвищенню рівня знань студентів.
Характерною рисою мультимедійних занять є те, що вони надають практично необмежені можливості для самостійної та спільної творчої діяльності викладача та студентів. З авторитарного носія істини викладач перетворюється на учасника продуктивної діяльності своїх вихованців та за допомогою комп’ютера створює сприятливе середовище для формування власного інтелекту.
Методика використання мультимедійних технологій у процесі вивчення сприяє наступному:
посиленню мотивації навчання студентів;
вдосконаленню системи управління навчанням на різних етапах заняття;
зростанню якості навчання і виховання, підвищенню інформаційної культури студента;
підвищенню рівня обізнаності студентів щодо сучасних інформаційних технологій;
демонстрації можливостей комп’ютера не лише як засобу для гри.
Заняття з мультимедійним супроводом допомагають ефективно вирішувати такі дидактичні завдання:
сформувати мотивацію до навчання взагалі;
засвоїти базові знання з дисципліни;
сформувати навички самоконтролю.
Дану технологію можна розглядати як пояснювально-ілюстративний метод навчання, основним призначенням якого є організація засвоєння інформації на основі сполучення навчального матеріалу з його зоровим сприйняттям.
Студентів привертає новизна проведення мультимедійних занять. У аудиторії під час таких занять створюються умови для активного спілкування, за якого студенти прагнуть висловити думки, вони з бажанням виконують завдання, виявляють цікавість до матеріалу, що вивчається. Студенти вчаться самостійно працювати з навчальною, довідковою та іншою літературою з дисципліни. Дана технологія може використовуватись для анонсування теми заняття, як супровід до пояснення викладача, як інформаційно-навчальний посібник та для контролю знань. Тому застосування інформаційних технологій під час вивчення дисципліни Прикладна механіка створює широкий спектр можливостей для реалізації дидактичної мети, розвитку творчості, формування критичного мислення та виховання культури спілкування.
Методична розробка призначена для підготовки і проведення лекційного заняття з дисципліни Прикладна механіка за темою «Плоска система довільно розміщених сил». Вивчення теми обґрунтовано тим, що уміння приведення системи навантажень, що діють на деталі машин технологічного обладнання до заданого центру, складання рівнянь рівноваги і визначення з них навантажень на деталі машин з подальшим їх розрахунком на міцність є основною метою вивчення дисципліни.
Спираючись на вищезазначений позитивний вплив розвитку комп'ютерних технологій мною була розроблена та створена мультимедійна лекція з дисципліни Прикладна механіка.
Лекційне заняття з використанням інтерактивних форм навчання і мультимедійного супроводу, як форма навчального процесу передбачає наявність постійної взаємодії викладача зі студентами, яка здійснюється за допомогою прямих і зворотних зв’язків (педагогіка співробітництва). Це дозволяє не тільки змістовно викласти новий матеріал, але і залучати студентів до активної пізнавальної діяльності, спонукати їх до вирішення поставленої проблеми, що є дуже важливим для формування знань і умінь студентів.
ПЛАН
проведення відкритого заняття
з дисципліни Прикладна механіка
Дата проведення: 08.02.2012р. Група ТС-25
Тема: Плоска система довільно розміщених сил
Мета заняття:
методична: удосконалити методику проведення лекційного заняття з
використанням активних форм навчання і мультимедійного
супроводу заняття
дидактична: засвоїти нові терміни та поняття про момент сили відносно
точки, зведення довільної системи сил до заданого центру,
про головний вектор і головний момент системи сил;
складати рівняння рівноваги плоскої системи довільно
розміщених сил, визначати реакції в’язей балок
виховна: формувати прагнення до глибокого засвоєння матеріалу,
уміти виділяти головне, вести конспект
Очікуваний результат:
Вид заняття: лекція
Форми і методи проведення: евристична бесіда, термінологічний диктант,
технічний кросворд, опорно-логічний
конспект
Міждисциплінарні зв’язки:
забезпечуючі: Фізика, Креслення
забезпечувані: Машини та обладнання підприємств тугоплавких
неметалевих і силікатних матеріалів і виробів
Методичне забезпечення заняття:
навчальна програма, робоча навчальна програма, конспект
лекцій, методична розробка, роздатковий матеріал, елект-
ронна підтримка заняття, мультимедійний супровід заняття
Технічні засоби навчання: комп’ютери, мультимедійний проектор
Використані джерела інформації:
1. Федуліна А.І. Теоретична механіка: Навч. посіб. – К.: Вища шк., 2005. – 319с.: іл.
2. Мовнин М.С. и др. Основы технической механики: Учебник для технологических немашиностроительных специальностей техникумов/М.С. Мов-нин, А.Б. Израелит, А.Г. Рубашкин. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машино-строение, 1990. – 228с.: ил.
3. Аркуша А.И. Руководство к решению задач по теоретической механике. – М.: Высш. шк., 1976. – 285с.: ил.
4. Аркуша А.И., Фролов М.И. Техническая механика. – М.: Высш. шк., 1983. – 447с.: ил.
5. Ицкович Г.М. Сопротивление материалов. – М.: Высш. шк., 1986. – 360с.: ил.
6. Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин. Учебное пособие для студентов вузов. – 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1969. – 584с.: ил.
7. Мовнин М.С., Израелит А.Б. Техническая механика. Часть I. Тео-ретическая механика. Учебник. – 5-е изд. – Л.: Судостроение, 1972. – 342с.: ил.
8. Мовнин М.С., Израелит А.Б. Техническая механика. Часть III. Детали машин. Учебник. – 5-е изд., перераб. и доп. – Л.: Судостроение, 1972. – 360с.: ил.
9. Мовнин М.С., Израелит А.Б., Рубашкин А.Г. Руководство к решению задач по технической механике. – М.: Высш. шк., 1977 – 400с.: ил.
10. Рубашкин А.Г., Чернилевский Д.В. Лабораторно-практические работы по технической механике. – М.: Высш. шк., 1975 – 250с.: ил.
11. Сборник задач по технической механике/В.В. Багреев, А.И. Винокуров, А.А. Киселёв, Б.Б. Аанич, Г.М. Ицкович. – Л.: Судостроение., 1973. – 496с.: ил
12. Устюгов И.И. Детали машин. – М.: Высш. шк., 1981. – 399с.: ил.
СТРУКТУРА ЗАНЯТТЯ
1. Організаційний етап: 5 хв.
1.1 Привітання, відмітка в журналі відсутніх 2 хв.
1.2 Інструктаж з техніки безпеки 3 хв.
2. Основна частина заняття: 65 хв.
2.1 Оголошення теми та мети заняття 2 хв.
2.2 Мотивація навчання 1 хв.
2.3 Актуалізація опорних знань 8 хв.
2.4 Коментар відповідей студентів 2 хв.
2.5 Викладання матеріалу лекції: 52 хв.
2.5.1 Тема лекції: Плоска система довільно розміщених сил
2.5.2 План вивчення нового матеріалу:
1) Момент сили відносно точки
2) Зведення довільної системи сил до заданого центру
3) Головний вектор і головний момент плоскої системи сил
4) Теорема про момент рівнодіючої
5) Три форми рівнянь рівноваги системи сил
6) Класифікація навантажень та види опор балок
2.5.3 Виклад матеріалу лекції
3. Заключна частина заняття: 10 хв.
3.1 Закріплення знань студентів за виданим завданням 5 хв.
3.2 Мотивування оцінок 2 хв.
3.3 Домашнє завдання 1 хв.
3.4 Підсумки заняття 2 хв.
ХІД ЗАНЯТТЯ
1. Організаційний етап:
1.1 Привітання, відмітка в журналі відсутніх
1.2 Інструктаж з техніки безпеки під час роботи з комп’ютером
2. Основна частина заняття:
2.1 Оголошення теми та мети заняття
Тема заняття: Плоска система довільно розміщених сил
Мета заняття:
засвоїти нові терміни та поняття про момент сили відносно
точки, зведення довільної системи сил до заданого центру,
про головний вектор і головний момент системи сил;
складати рівняння рівноваги плоскої системи довільно
розміщених сил, визначати реакції в’язей балок
2.2 Мотивація навчання:
при розрахунках деталей і вузлів машин і механізмів
виникає необхідність визначення реакцій в’язей та
навантажень на відповідні ділянки деталей для визначення
яких застосовується рівняння рівноваги статики
2.3 Актуалізація опорних знань
Термінологічний диктант:
1) Система двох однакових за значенням, паралельних і протилежно направлених сил – це . пара сил
2) Добуток модуля однієї із сили пари на її плече – це . момент пари сил
3) Найкоротша відстань між лініями дії пари сил – це . плече пари сил
4) Пари, які діють на тіло однаково називаються . еквівалентними
5) Визначення за кількома парами сил їх результуючої пари називається . складанням пар
6) Система пар сил, розміщених в одній площині, зрівноважується, якщо . алгебраїчна сума моментів цих пар дорівнює нулю
7) Алгебраїчна сума моментів пар, розміщених в одній площині це . момент результуючої пари
Технічний кросворд:
Викладач називає означення, які відносяться до статики, а студенти записують вірні відповіді у сітку кросворду, внаслідок чого формується назва одного з розділів теоретичної механіки – Кінематика
ТЕХНІЧНИЙ КРОСВОРД
4
1
5
3
10
6
7
9
2
8
1. Розділ механіки, який вивчає умови рівноваги матеріальних тіл під дією сил
2. Абсолютно тверде
3. Добуток модулю сили на плече
4. Система сил, яка вчиняє на тіло дію таку, як задана система сил
5. Зміна розмірів тіла під дією прикладених сил
6. Наука, що вивчає рух матеріальних тіл та їх взаємодію
7. Сила- величина
8. Розділ механіки, який вивчає причини руху матеріальних тіл
9. Тіло може знаходитися в стані відносного
10. Матеріальна – тіло, розмірами якого можна знехтувати в даних умовах
Відповідь:
4 Е
К
1 С
В
5 Д
Т
3М
І
Е
10Т
А
О
В
Ф
6 М
7В
О
Т
М
А
О
Е
Е
9П
Ч
И
2 Т
Е
Л
Р
Х
К
8Д
О
К
К
І
Н
Е
М
А
Т
И
К
А
А
Л
Т
Н
А
Н
О
Н
О
О
Т
Ц
І
Р
А
Ю
Н
І
К
Н
М
А
Я
А
А
І
К
А
2.4 Коментар відповідей студентів
2.5 Викладання матеріалу лекції:
2.5.1 Тема лекції: Плоска система довільно розміщених сил
2.5.2 План вивчення нового матеріалу:
1) Момент сили відносно точки
2) Зведення довільної системи сил до заданого центру
3) Головний вектор і головний момент плоскої системи сил
4) Теорема про момент рівнодіючої
5) Три форми рівнянь рівноваги системи сил
6) Класифікація навантажень та види опор балок
2.5.3 Виклад матеріалу лекції
1 Момент сили відносно точки
Система сил, які довільно розміщені на площині, називається довільною плоскою системою сил.
Моментом сили відносно точки називається добуток значення сили на довжину перпендикуляра, опущеного із точки на лінію дії сили:
MA = Fd (16)
де d – плече сили (перпендикуляр, опущений із точки, відносно якої розглядають момент сили, на лінію дії сили).
Точка, відносно якої береться момент називається центром моменту. Момент сили відносно точки є додатним, якщо сила обертатиме тіло відносно цієї точки за рухом годинникової стрілки і від’ємним – якщо проти руху годинникової стрілки. Момент сили відносно точки дорівнює нулю, якщо лінії дії сили проходять через задану точку, тобто плече цієї сили дорівнює нулю.
На відміну від моменту пари сил значення і напрям моменту сили відносно точки залежать від положення точки, відносно якої визначається момент.
2 Зведення довільної системи сил до заданого центру
Силу можна перенести паралельно самій собі в будь-яку точку тіла, приєднавши при цьому пару сил, момент якої дорівнює моменту сили відносно центра зведення.
Цілком можлива і зворотна дія: силу і пару, що лежать в одній площині, завжди можна замінити одною силою, рівною даній силі, перенесеній паралельно своєму початковому напрямку в деяку іншу точку.
Паралельний перенос сили є не тільки досить плідним формальним прийомом, але в ряді випадків відповідає і фізичній сутності явищ.
Нехай маємо систему декількох, наприклад чотирьох, сил F1, F2, F3, F4, розташованих як завгодно на площині (рис. 5). Візьмемо в площині дії сил довільну точку О. Назвемо цю точку центром приведення і по черзі приведемо до неї всі дані сили. У результаті приведення одержимо систему сил F1', F2', F3', F4,' прикладених у цій точці, і систему пар (F1, F1"), (F2, F2"), (F3, F3") і (F4, F4").
Рис. 5. Приведення сил до центру О
Прикладені в одній точці О сили F1', F2' F3', F4,' ми можемо скласти за правилом силового багатокутника і, отже, замінити однією еквівалентною їм силою Fгл рівною їхній геометричній сумі. Тому що сили F1', F2' F3', F4,' геометрично дорівнюють даним силам F1, F2, F3, F4, то:
Fгл = F1' + F2'+ F3'+ F4' = F1+ F2+ F3 + F4 =
·Fk. (16)
Вектор Fгл, дорівнює геометричній сумі всіх сил даної системи і є головним вектором цієї системи:
Fгл =
·Fk. (17)
Модуль і напрямок головного вектора можна знайти за формулами рівнодіючої системи збіжних сил:
Fгл =
· Хгл2+ Yгл 2 =
·(
·Хk)2 +(
·Yk)2 (18)
соs(Fгл,х) = Хгл / Fгл, соs(Fгл, у )= Yгл / Fгл (19)
3 Головний вектор і головний момент плоскої системи сил
Всі приєднані пари: (F1, F1"), (F2, F2"), (F3, F3") і (F4, F4") можна скласти за правилом додавання пар, що лежать в одній площині, і, отже, замінити їх однією результуючою парою. Моменти цих пар дорівнюють моментам даних сил F1, F2, F3, F4 відносно центра приведення О, тобто:
М1 = М0(F1,), М2 = М0(F2), М3 = М0(F3,), М4 = М0(F4 )
Звідси момент результуючої пари:
Мгл = М1 +М2 +М3 + М4 = М0(F1,)+ М0(F2)+ М0(F3)+ М0(F4 )=
· М0(Fk )
Алгебраїчна сума моментів всіх сил, розташованих довільно на площині, щодо якої-небудь точки О називається головним моментом даної плоскої системи сил відносно цієї точки:
Мгл=
· М0(Fk ) (20)
Результат, отриманий від приведення до однієї точки системи сил, довільно розташованих у площині, можна сформулювати у такий спосіб:
Усяку плоску систему сил завжди можна замінити однією силою, рівною головному вектору системи і прикладеною в довільній точці О, і парою, момент якої дорівнює головному моменту даної системи сил щодо тієї ж точки.
Випадки зведення плоскої системи сил:
Fгл
· 0, Мгл
· 0 – система зводиться до головного вектора та головного моменту;
Fгл
· 0, Мгл = 0 – система зводиться до рівнодійної, яка дорівнює головному вектору системи;
Fгл = 0, Мгл
· 0 – система зводиться до пари сил, момент якої дорівнює головному моменту;
Fгл = 0, Мгл = 0 – система перебуває в рівновазі.
4 Теорема про момент рівнодійної
Теорема Варіньона: Момент рівнодійної системи сил відносно будь-якої точки дорівнює алгебраїчній сумі моментів складових відносно тієї самої точки:
13 EMBED Equation.3 1415 (21)
Завдання для закріплення нового матеріалу: створення опорно-логічного конспекту за матеріалами лекції
1. Три форми рівнянь рівноваги плоскої системи довільно розміщених сил
Ключ:
1 – 13 EMBED Equation.3 1415 2 – 13 EMBED Equation.3 1415 3 – 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
2. Класифікація навантажень
Навантаження
класифікуються
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Ключ:
1 – зовнішні сили, які діють на елементи машин і споруд
2 – за характером дії:
2.1 – статичні
2.2 – динамічні
3 – за часом дії:
3.1 – постійні
3.2 – тимчасові
4 – за способом прикладання:
4.1 – розподілені:
4.1.1 – за довжиною
4.1.2 – за площиною
4.1.3 – за об’ємом
4.1.4 – рівномірно розподілені
4.1.5 – нерівномірно розподілені
4.2 – зосереджені
5 Три форми рівнянь рівноваги системи довільно розміщених сил
Умова рівноваги плоскої системи довільно розміщених сил:
1. Для того, щоб тіло під дією плоскої системи довільно розміщених сил перебувало в рівновазі необхідно і достатньо, щоб алгебраїчні суми проекцій усіх сил на дві взаємно перпендикулярні осі і моментів усіх сил відносно будь-якої точки в площині дії цих сил дорівнювали нулю.
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 (22)
2. Якщо довільно плоска система сил перебуває в рівновазі, то алгебраїчні суми моментів сил відносно двох будь-яких точок, а також проекцій сил на вісь не перпендикулярну до прямої, яка проходить через ці точки, дорівнюють нулю:
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 (23)
3. Якщо довільна плоска система сил перебуває в рівновазі, то алгебраїчна сума моментів сил відносно будь-яких трьох точок, які не лежать на одній прямій дорівнюють нулю:
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 (24)
Плоска система паралельних сил є частковим випадком довільної плоскої системи, тому до неї застосовні встановлені три рівняння рівноваги:
·Хk = 0,
·Yk = 0,
·М0 (Fk ) = 0 (25)
Користуючись тим, що осі проекцій можна розташовувати в площині дії сил як завгодно, проведемо вісь у паралельно даним силам, а вісь х – перпендикулярно до них .Тому що всі дані сили паралельні осі у, то проекція кожної сили на цю вісь дорівнює модулю цієї сили, взятому з відповідним знаком:
·Yk =
·(±Fk ) (26)
Таким чином, рівняння рівноваги для плоскої системи паралельних сил приймають вид:
·(±Fk ) = 0,
·М0 (Fk ) = 0 (27)
Для рівноваги плоскої системи паралельних сил необхідно і достатньо, щоб рівнялися нулю алгебраїчна сума всіх сил і алгебраїчна сума моментів всіх сил щодо будь-якої точки, що лежить у площині дії сил.
Приймаючи за вісь проекцій вісь, перпендикулярну до паралельних сил, рівнянням рівноваги паралельних сил можна додати іншу форму:
·МА (Fk )= 0,
·МВ (Fk ) = 0 (28)
Для рівноваги плоскої системи паралельних сил необхідно і достатньо, щоб рівнялися нулю алгебраїчні суми моментів всіх сил щодо кожної із двох довільно обраних, але не лежачих на прямій, паралельної даним силам, точок площини.
6 Класифікація навантажень та види опор балочних систем
Навантаженнями називаються зовнішні сили, які діють на елементи машин і споруд.
1. За способом прикладання навантаження поділяють на:
– зосереджені;
– розподілені: за довжиною, за площиною, за об’ємом; рівномірно розподілені, нерівномірно розподілені.
2. За характером дії навантаження поділяють на:
– статичні, які збільшуються від нуля до кінцевого значення;
– динамічні, що прикладаються миттєво. Їх називають ударними.
3. За часом дії навантаження бувають:
– постійні, які діють завжди;
– тимчасові, що діють в обмежений період часу.
Балкою називається деталь, яка зроблена з прямого бруса з опорами у двох (чи більше) точках і яка несе прямо осьове навантаження.
Балкові системи застосовують у машинах і спорудах.
Види балкових систем:
– балка має дві опори: шарнірно-нерухому і шарнірно-рухому;
– балка має три непаралельні шарнірно прикріплені стрижні;
– балка спирається на три гладенькі поверхні одна з яких має упор;
– балка в трьох точках спирається на гладенькі поверхні;
– балка жорстко закріплюється в стіні або затискується спеціальним пристроєм.
Опорні пристрої балкових систем:
– шарнірно-рухома: опора здійснює обертання навколо осі шарніра та лінійне переміщення на незначну відстань. Точка прикладання опорної реакції – центр шарніра. Напрям реакції – вздовж перпендикуляра до опорної поверхні.
– шарнірно-нерухома: опора може обертатися навколо осі шарніра, але не здійснює лінійні переміщення. Точка прикладення опорних реакцій – центр шарніра. Шарнірно-нерухома опора має дві реакції.
– жорстке закріплення в стіні: опора не здійснює обертання навколо осі шарніра і лінійні переміщення. Опора має три невідомі реакції: складові по осям координат і момент.
3. Заключна частина заняття:
3.1 Перевірка знань студентів: перевірка раніше виданих завдань по створенню опорно-логічного конспекту за матеріалами лекції
3.2 Мотивування оцінок
3.3 Домашнє завдання:
опрацювати літературу [1] с. 43-82, 135-163, [2] с. 21-39
скласти конспект
розв’язати задачі:
Задача 1: Визначити момент і знак пари сил [1] с. 43 при F1 = F2 = 50 кН
Задача 2: Визначити опорні реакції балки довжиною 4м [1] с. 136 при F = 40 кН,
· = 450, q = 0, М = 0
ДОДАТОК А
ТЕХНІЧНИЙ КРОСВОРД
4
1
5
3
10
6
7
9
2
8
1. Розділ механіки, який вивчає умови рівноваги матеріальних тіл під дією сил
2. Абсолютно тверде
3. Добуток модулю сили на плече
4. Система сил, яка вчиняє на тіло дію таку, як задана система сил
5. Зміна розмірів тіла під дією прикладених сил
6. Наука, що вивчає рух матеріальних тіл та їх взаємодію
7. Сила, величина
8. Розділ механіки, який вивчає причини руху матеріальних тіл
9. Тіло може знаходитися в стані відносного
10. Матеріальна – тіло, розмірами якого можна знехтувати в умовах даної задачі
Відповідь:
4 Е
К
1 С
В
5 Д
Т
3М
І
Е
10Т
А
О
В
Ф
6 М
7В
О
Т
М
А
О
Е
Е
9П
Ч
И
2 Т
Е
Л
Р
Х
К
8Д
О
К
К
І
Н
Е
М
А
Т
И
К
А
А
Л
Т
Н
А
Н
О
Н
О
О
Т
Ц
І
Р
А
Ю
Н
І
К
Н
М
А
Я
А
А
І
К
А
Термінологічний диктант:
1) Система двох однакових за значенням, паралельних і протилежно направлених сил – це . пара сил
2) Добуток модуля однієї із сили пари на її плече – це . момент пари сил
3) Найкоротша відстань між лініями дії пари сил – це . плече пари сил
4) Пари, які діють на тіло однаково називаються . еквівалентними
5) Визначення за кількома парами сил їх результуючої пари називається . складанням пар
6) Система пар сил, розміщених в одній площині, зрівноважується, якщо . алгебраїчна сума моментів цих пар дорівнює нулю
7) Алгебраїчна сума моментів пар, розміщених в одній площині це . момент результуючої пари
13PAGE 15
13PAGE 142315
Три форми рівнянь рівноваги плоскої системи довільно розміщених сил
2
1
3
1
це
3.1
2.1
3
2
3.2
2.2
4.2
4
4.1
4.1.5
4.1.4
4.1.3
4.1.2
4.1.1