РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
дисциплины «Техническая механика»
Для студентов- заочников образовательных учреждений
среднего профессионального образования по специальностям:
13.02.11 - Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям);
18.02.09 – Переработка нефти и газа;
21.02.01 – Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений;
21.02.02 – Бурение нефтяных и газовых месторождений;
21.02.03 – Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ;
22.02.06 – Сварочное производство;
21.02.11 – Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.
Пермь 2014 г
В рабочей тетради приведены задания, отражающие темы типовой программы дисциплины «Техническая механика». Материал изложен в порядке изучения данных тем. Представленные задания способствуют изучению и закреплению знаний в областях теоретической механики, сопротивления материалов и деталей машин, которые необходимы учащимся при дальнейшей работе на производстве.
В начале каждой темы приведены теоретические основы, затем задача на закрепление материала. Многие задания в данной тетради направлены на развитие технического мышления, способствуют развитию навыков работы с технической литературой.
Рабочая тетрадь предназначена для организации самостоятельной работы учащихся учреждений среднего профессионального образования и проведения контроля их знаний преподавателем.
Содержание
1. Аннотация_________________________________________2
2. Содержание________________________________________3
3. Статика _________________________________________4-19
4. Кинематика________________________________________20-23
5. Динамика _________________________________________24-28
6. Сопротивление мвтериалов___________________________29-47
Статика:
Вопросы для самоконтроля
1. Назовите разделы теоретической механики и укажите, какие вопросы в них изучают.
Разделы теоретической механики, кинематика, статика, динамика.В них изучают вопросы: Кинематика – часть механики, в которой изучаются зависимости между величинами, характеризующими состояние движения систем, но не рассматриваются причины, вызывающие изменение состояния движения. Статика – это учение о равновесии совокупности тел некоторой системы отсчета. Динамика – часть механики, в которой рассматривается влияние сил на состояние движения систем материальных объектов.
2. Дайте определение материи. Перечислите формы движения материи.
Материя характеризуется такими атрибутами, как: движение, пространство, время, отражение, структурность (внутренняя расчленённость реального мира), системность, взаимодействие, самоорганизация. Физическая и химическая форма движения, биологическая, социальная форма движения. Пять основных форм движения материи, которые соответствуют основным структурным уровням и формам материи:
- Механическое движение – перемещением тел в пространстве;
- Физическое (по существу тепловое) – движение молекул;
- Химическое – движение атомов внутри молекул.
- Органическое или биологическое – развитием белковой формы жизни.
- Социальное движение – все изменения в обществе.
Эта классификация к настоящему времени устарела. В частности, сейчас неправомерно физическое движение сводить только к тепловому. Поэтому современная классификация форм движения материи включает:
- пространственное перемещение (квантово-механическое);
- электромагнитное движение, определяемое как взаимодействие заряженных частиц;
- гравитационную форму движения; сильное (ядерное) взаимодействие;
- слабое взаимодействие (поглощение и излучение нейтрона);
- химическую форму движения (процесс и результат взаимодействия молекул и атомов);
- геологическую форму движения материи (связанную с изменением в геосистемах - материках, слоях земной коры и т. д.);
- космическая форма движения, изучаемая астрофизикой;
- биологическую форму движения (обмен веществ, процессы, происходящие на клеточном уровне, наследственность и т. д.;
- социальную форму движения (процессы, происходящие в обществе).
3. В чем общность понятий абсолютно твердого тела и материальной точки и в чем их различие?
Неизменяемая механическая система, состоящая из континуума материальных точек, называется абсолютно твердым телом.
Материальная точка- это часть материи, достаточно малая для того, чтобы в любой момент
времени можно было определить ее положение в абсолютном пространстве как положение
объекта, не имеющего геометрических размеров.
4. Дайте определение силы.
СИЛА - векторная физическая величина, равная произведению массы тела, на сообщаемое этой силой ускорение. Применяется для описания механического воздействия на данное тело со стороны других тел, приводящего к изменению характера движения тела или его деформации.
5. Какие системы сил называют статически эквивалентными?
Эквивалентные системы сил - системы сил, оказывающие одинаковое механическое действие на одно и то же тело.
6. Что такое равнодействующая система сил, уравновешивающая сила?
Уравновешенная система сил - система сил, под действием которой те-ло находится в равновесии.
Уравновешивающей силой- сила, равная по модулю равнодействующей и направленная по линии ее действия в противоположную сторону.
7. Сформулируйте аксиомы статики.
Аксиома 1. Две силы, действующие на абсолютно твердое тело уравновешива-ются только тогда, когда они равны по величине и направлены по од-ной прямой в противоположные стороны.
Аксиома 2. Действие данной системы сил на абсолютно твердое тело не изме-нится, если прибавить к ней или отнять от нее уравновешенную сис-тему сил.
Аксиома 3 Равнодействующая двух сил, приложенных к АТТ в одной точке, равна их геометрической сумме
, т.е. выражается по моду-лю и направлению диагонали параллелограмма, построенного на этих силах. Аксиома 4 Всякому действию одного тела на другое соответствует равное по величине,но противоположное по направлению противодействие. Действие и противодействие-это силы,приложенные к двум раз-личным телам, поэтому они не уравновешиваются. Аксиома 5 Если деформируемое тело под действием системы сил находится в равновесии, то при отвердевании его равновесие сохраняется. Под действием сил тело D находится в равновесии. Если трос CB заменить стержнем, то равновесие не нарушится, равновесие не нарушится и в том случае, если трос BD за-менить стержнем, если же стержень АВ заменить тросом - равновесие нарушится.
8. Какие тела называются свободными, а какие несвободными?
Тело, которое может совершать из данного положения любые перемещения в пространстве, называется свободным.
Тело, перемещениям которого препятствуют какие-нибудь другие, скрепленные или соприкасающиеся с ним тела, называется несвободным.
9. Что называется связью?
Тело называется свободным, если его перемещения в пространстве ничем не ограничены. Если на перемещение точек тела накладываются ограничения, то тело называется несвободным или связанным. Материальные тела, ограничивающие перемещения данного тела называются связями. Сила, с которой связь действует на данное тело, называется реакцией связи. Сила действует на связь, а реакция связи на тело.
10. Что такое реакция связи?
Сила, с которой данная связь действует на тело, препятствующая тем или иным его перемещениям, называется реакцией связи. Реакция связи направлена в сторону противоположную той, куда связь не дает перемещаться телу.
11. Перечислите виды связей и укажите направление соответствующих им реакций.
1.Гладкая плоскость (поверхность) или опора. Реакция N гладкой плоскости (поверхности) или опоры направлена по общей нормали к поверхностям соприкасающихся тел в точке их касания и приложена к этой точке.
Гибкая нить (провода, канаты, цепи, ремни).
Реакция Т направлена вдоль нити к точке подвеса.