Statika soustavy těles v rovině

Podobné dokumenty
4/3.3. bodem v rovině (tvoří rovinný svazek sil), jsou vždy. rovnice z-ová. Pro rovnováhu takové soustavy

Základní pojmy Přímková a rovinná soustava sil

Výslednice, rovnováha silové soustavy.

Zadání semestrální práce z předmětu Mechanika 2

b) Po etní ešení Všechny síly soustavy tedy p eložíme do po átku a p ipojíme p íslušné dvojice sil Všechny síly soustavy nahradíme složkami ve sm

Střední škola automobilní Ústí nad Orlicí

Osově namáhaný prut základní veličiny

Rovinný svazek sil. Lze odvodit z obecného prostorového svazku sil vyloučením jedné dimenze. =F i. =F ix. F 2x. e 2. = F 1x. F ix. n Fi sin i.

6. Statika rovnováha vázaného tělesa

Statika soustavy těles.

Pružnost a plasticita II

4. Statika základní pojmy a základy rovnováhy sil

graficky - užití Cremonova obrazce Zpracovala: Ing. Miroslava Tringelová

ALGORITMUS SILOVÉ METODY

u (x i ) U i 1 2U i +U i+1 h 2. Na hranicích oblasti jsou uzlové hodnoty dány okrajovými podmínkami bud přímo

SMR 1. Pavel Padevět

Těžiště. Fyzikální význam těžiště:

Rovnice rovnováhy: ++ =0 x : =0 y : =0 =0,83

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2018/2019

SMR 1. Pavel Padevět

Dynamika vázaných soustav těles

Statika 1. Reakce na rovinných staticky určitých konstrukcích. Miroslav Vokáč ČVUT v Praze, Fakulta architektury.

Podmínky k získání zápočtu

Materiály ke 12. přednášce z předmětu KME/MECHB

Pružnost a plasticita II

Statika tuhého tělesa Statika soustav těles

Těleso na podporách. asi 1,5 hodiny. Základy mechaniky, 4. přednáška

VZÁJEMNÁ POLOHA DVOU PŘÍMEK V ROVINĚ

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Statika tuhého tělesa Statika soustav těles. Petr Šidlof

Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: ŠČERBOVÁ M. PAVELKA V. NOSNÍKY

1 Analytická geometrie

Okruhy problémů k teoretické části zkoušky Téma 1: Základní pojmy Stavební statiky a soustavy sil

Průmyslová střední škola Letohrad. Ing. Soňa Chládková. Sbírka příkladů. ze stavební mechaniky

2. ANALYTICKÁ GEOMETRIE V PROSTORU Vektory Úlohy k samostatnému řešení... 21

3. Obecný rovinný pohyb tělesa

FYZIKA I. Pohybová rovnice. Prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. Prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. Doc. Ing. Irena Hlaváčová, Ph.D. Mgr. Art.

2.9.2 PRŮSEČNÁ METODA

3. kapitola. Průběhy vnitřních sil na lomeném nosníku. Janek Faltýnek SI J (43) Teoretická část: Příkladová část: Stavební mechanika 2

Matematika I, část I. Rovnici (1) nazýváme vektorovou rovnicí roviny ABC. Rovina ABC prochází bodem A a říkáme, že má zaměření u, v. X=A+r.u+s.

Obr. 9.1 Kontakt pohyblivé části s povrchem. Tomuto meznímu stavu za klidu odpovídá maximální síla, která se nezývá adhezní síla,. , = (9.

Parametrická rovnice přímky v rovině

Obsah. 2 Moment síly Dvojice sil Rozklad sil 4. 6 Rovnováha 5. 7 Kinetická energie tuhého tělesa 6. 8 Jednoduché stroje 8

Soustava hmotných bodů

l, l 2, l 3, l 4, ω 21 = konst. Proved te kinematické řešení zadaného čtyřkloubového mechanismu, tj. analyticky

MODELOVÁNÍ A SIMULACE

Příklady k analytické geometrii kružnice a vzájemná poloha kružnice a přímky

Numerická matematika 1. t = D u. x 2 (1) tato rovnice určuje chování funkce u(t, x), která závisí na dvou proměnných. První

Numerická matematika A

Jsou to konstrukce vytvořené z jednotlivých prutů, které jsou na koncích vzájemně spojeny a označujeme je jako příhradové konstrukce nosníky.

Nejprve určíme posouvající sílu. Pokud postupujeme zprava, zjistíme, že zde nepůsobí žádné silové účinky, píšeme proto:

Příprava ke státním maturitám 2011, vyšší úroveň obtížnosti materiál stažen z

8a.Objektové metody viditelnosti. Robertsův algoritmus

Fotbalový míč má tvar mnohostěnu složeného z pravidelných pětiúhelníků a z pravidelných šestiúhelníků.

Kolmost rovin a přímek

trojkloubový nosník bez táhla a s

Ohmův zákon pro uzavřený obvod. Tematický celek: Elektrický proud. Úkol:

Kontrolní otázky pro průběžné studium a pro přípravu ke zkoušce ze statiky. Základní pojmy

3.4.2 Rovnováha Rovnováha u centrální rovinné silové soustavy nastává v případě, že výsledná síla nahrazující soustavu je rovna nule. Tedy. Obr.17.

STATIKA. Vyšetřování reakcí soustav. Úloha jednoduchá. Ústav mechaniky a materiálů K618

Sdílení tepla. Úvod - Přehled. Sdílení tepla mezi termodynamickou soustavou a okolím je podmíněno rozdílností teplot soustavy T.

2.5 Rovnováha rovinné soustavy sil

Téma 3 Úvod ke staticky neurčitým prutovým konstrukcím

2.4 Výslednice rovinné soustavy sil

Mechanické vlastnosti materiálů.

KMITÁNÍ PRUŽINY. Pomůcky: Postup: Jaroslav Reichl, LabQuest, sonda siloměr, těleso kmitající na pružině

ANALÝZA VZTAHU DVOU SPOJITÝCH VELIČIN

Elektromagnetické pole

2.5. MATICOVÉ ŘEŠENÍ SOUSTAV LINEÁRNÍCH ROVNIC

Pružnost a plasticita II

Užití stejnolehlosti v konstrukčních úlohách

Autor: Vladimír Švehla

Přijímací zkoušky z matematiky pro akademický rok 2018/19 NMgr. studium Učitelství matematiky ZŠ, SŠ

Modelové úlohy přijímacího testu z matematiky

Příhradové konstrukce

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

14. přednáška. Přímka

1. Přímka a její části

Ing. Oldřich Šámal. Technická mechanika. kinematika

Definice Tečna paraboly je přímka, která má s parabolou jediný společný bod,

VÝPOČET PŘETVOŘENÍ PŘÍHRADOVÝCH KONSTRUKCÍ SILOVOU METODOU řešený příklad pro BO004

Sylabus 18. Stabilita svahu

1. Stanovení modulu pružnosti v tahu přímou metodou

Modelové úlohy přijímacího testu z matematiky

Úvod do soustav sil. 1. Axiom o rovnováze sil F 1 F 2. tuhém tělese na stejném paprsku jsou v rovnováze. Axiomy statiky. Statika 1. M. Vokáč.

Složené soustavy. Úloha: Sestavení statického schématu, tj. modelu pro statický výpočet (např.výpočet reakcí)

Úloha syntézy čtyřčlenného rovinného mechanismu

KOMPLEXNÍ ČÍSLA (druhá část)

KONSTRUKTIVNÍ GEOMETRIE

Kótované promítání. Úvod. Zobrazení bodu

ANALYTICKÁ GEOMETRIE LINEÁRNÍCH ÚTVARŮ V ROVINĚ

Pracovní list č. 6: Stabilita svahu. Stabilita svahu. Návrh či posouzení svahu zemního tělesa. FS s

TUHÉ TĚLESO. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

Kˇriv e pruty Martin Fiˇser Martin Fiˇ ser Kˇ riv e pruty

MECHANIKA TUHÉHO TĚLESA

11. VEKTOROVÁ ALGEBRA A ANALYTICKÁ GEOMETRIE LINEÁRNÍCH ÚTVARŮ

1.5. DYNAMIKA OTÁČIVÉHO A SLOŽENÉHO POHYBU TĚLESA

4 Parametry jízdy kolejových vozidel

A[a 1 ; a 2 ; a 3 ] souřadnice bodu A v kartézské soustavě souřadnic O xyz

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE

Transkript:

Statka soustavy těles v rovně Zpracoval: Ing. Mroslav yrtus, Ph.. U mechancké soustavy s deálním knematckým dvojcem znázorněné na obrázku určete: počet stupňů volnost početně všechny reakce a moment M 2 v rovnovážné poloze určené úhlem ϕ 2 = 20 grafcky moment M 2 pro rovnovážnou polohu určenou úhlem ϕ 2 = 20 Úlohu řešte numercky pro dané velčny: = 250 N, a = 0.3 m, e = 0.1 m, h = 0.4 m, b = 0.2 m, r 2 = 0.35 m, = 0.35 m, ω 21 = 10 rad/s, α = 0. 5 h a 4 2 r 2 M 2 =? e ϕ 2 b 1 Obrázek 1: Zadání Řešení Počet stupňů volnost Pro počet stupňů volnost n vázané soustavy těles v rovně platí n = 3(m 1) 2(r + p + v) o, (1)

kde m je počet těles soustavy včetně rámu, r počet rotačních vazeb, p počet posuvných vazeb, v počet valvých vazeb a o je počet obecných vazeb v soustavě 1. V našem případě dosazením do (1) dostáváme n = 3( 1) 2(4 + 3 + 0) 0 = 15 14 = 1. (2) Výpočet všech reakcí a momentu M 2 Použjeme metodu uvolňování, která využívá vlastnost soustavy ve statcké rovnovážné poloze: Jel soustava ve statcké rovnovážné poloze, musí být ve statcké rovnovážné poloze každý člen soustavy. Pak postupně každý člen ze soustavy myšleně vyjmeme (uvolníme) a přpojíme slové účnky ostatních členů a případného vnějšího zatížení. Je-l každý člen soustavy ve statcké rovnovážné poloze, pak musí být pro každý člen (těleso) soustavy splněny podmínky statcké rovnováhy. člen 2 ruhý člen uvolníme v rotačních vazbách od rámu v bodě A a od členu tř v bodě, do každého z bodů A, tedy přpojíme dvě na sebe kolmé reakce, které rotační vazby přenáší a které vyjadřují slový účnek okolních členů na člen 2. Orentac sl jsme zvoll lbovolně. ále zahrneme prozatím neznámý moment M 2. Ve statcké rovnovážné poloze musí být splněny podmínky rovnováhy (dvě slové, jedna momentová), dostáváme x = 0 :A x + x = 0, y = 0 :A y + y = 0, M A = 0 : M 2 x r 2 sn ϕ 2 y r 2 cos(π ϕ 2 ) = 0. člen 3 Třetí člen uvolníme v rotačních vazbách od členu čtyř v bodě a od členu dva v bodě, dle pak v bodě od členu pět. o každého z bodů A, tedy přpojíme dvě na sebe kolmé reakce, které rotační vazby přenáší a které vyjadřují slový účnek okolních členů na člen 3. V bodě je člen tř vázán posuvnou vazbou, která vzhledem k tomu, že člen pět je nazatíženým bnárním členem, přenese normálovou reakc procházející bodem. Orentac sl jsme zvoll v bodech a lbovolně. V bodě jsou přpojené reakce opačně orentované, než tomu bylo u členu dva (zde vyjadřujeme účnek členu dva na tř). Stejně jako v předchozím musí být splněny podmínky rovnováhy x = 0 : x x + N sn ϕ 3 = 0, y = 0 : y y N cosϕ 3 = 0, M A = 0 : x sn ϕ 3 y r 2 cosϕ 3 N l 3 = 0. Pro výpočet je třeba určt zdvhové závslost ϕ 3 = ϕ 3 (ϕ 2 ) a l 3 = ϕ 3 (ϕ 2 ). 1 těleso v rovně má 3 stupně volnost r, p, v... odebírají 2 stupně volnost, o... odebírá jeden stupeň volnost (3) (4)

člen 4 (nezatížený bnární člen) Čtvrtý člen uvolníme v rotační vazbě od členu tř a v posuvné vazbě od rámu v bodě. o bodu tedy přpojíme dvě na sebe kolmé reakce, které rotační vazba přenáší a normálovou reakc N v posuvné vazbě. Orentac sl x a y jsme zvoll opačně než tomu bylo u členu dva (opět zde máme reakce členu tř na člen čtyř). Směr normálové reakce jsme voll lbovolně. Opět musí být splněny podmínky rovnováhy (zde pro rovnnou soustavu sl se společným působštěm, tedy dvě slové podmínky) x = 0 : x = 0, y = 0 : y N = 0. člen 5 (nezatížený bnární člen) Pátý člen uvolníme obdobně jako člen čtyř. Platí podmínky rovnováhy (zde pro rovnnou soustavu sl se společným působštěm) x = 0 : x N sn ϕ 3 = 0, y = 0 : y + N cosϕ 3 = 0. člen Šestý člen uvolníme obdobně jako člen tř. Od rámu se přenesou dvě reakce N E a N na rovnoběžných nostelkách, směr volíme lbovolně. V místě rotační vazby přpojíme po uvolnění opačně orentované reakce x a y (reakce členu pět na člen šest). Platí podmínky rovnováhy (zde pro rovnnou soustavu sl se společným působštěm) x = 0 :N E N x = 0, y = 0 : y + = 0, M = 0 :a + x (y 3 b) N E h = 0. Pro konkrétní výpočet je třeba určt zdvhovou závslost y 3 = y 3 (ϕ 2 ). (5) () (7) Výpočet všech reakcí a momentu M 2 Všechny podmínky rovnováhy sestavené pro jednotlvé členy soustavy představují soustavu lneárních algebrackých rovnc pro neznámé reakce A x, A y, x, y, x, y, N, N, x, y, N, N E a hledaný moment M 2. Máme tedy tedy soustavu 13 rovnc pro 13 neznámých, kterou je třeba pro konkrétně zadané hodnoty vyřešt.

y x E N E 2 M 2 A AY A x y + x x y N l 3 3 N 4 y x N x x ϕ 3 y y y 3 N 5 y x Obrázek 2: Uvolněná soustava. Grafcké určení všech reakcí a momentu M 2 Pro grafcké řešení využjeme toho, že ve statcké rovnovážné poloze vázané soustavy těles musí být ve statcké rovnováze každé těleso. Řešíme tedy grafcky rovnováhu každého členu samostatně. ůležtou rol zde sehrávají nezatížení bnární členy, nebot u nch známe směr přenášených reakcí (zde členy 4 a 5). Začínáme řešt od zatíženého členu. Na členu použjeme metodu částečné výslednce, na těleso působí čtyř síly u nchž známe nostelky a u jedné velkost (zátěžná síla ). Aby byla splněna rovnováha na uvedeném členu, musí pro výslednc působících sl platt + N }{{ E + N } + = 0. (8) }{{} V V Nostelka částečné výslednce prochází průsečíky nostelek sl, N E a N,. Grafcky provedeme náhradu uvedených dvojc sl částečnou výsledncí a zajstíme podmínky rovnováhy. Na členu 3 pak známe velkost a směr síly a dále známe směry nostelek sl procházející body a. Využjeme podmínky pro rovnováhu tří obecně orentovaných sl na tělese (nostelky musí procházet společným bodem a síly musí tvořt uzavřený slový trojúhelník). Na členu 3 zajstíme rovnováhu přdáním síly velkost do bodu A, čímž vznkne slová dvojce, jejíž moment uvedeme do rovnováhy hledaným momentem M 2. Pro jeho velkost platí Směr momentu M 2 je opačný vůč směru slové dvojce na členu 2. M 2 = r. (9)

Nostelka èásteèné výslednce E V N E N -V 2 r l 3 3 - M 2 A y 3 ϕ 3 Obrázek 3: Grafcké řešení.