cơ học ứng dụng - phần 1 cơ học vật rắn tuyệt đối - chương 1

HỌC PHẦN 1: CƠ HỌC VẬT RẮN TUYỆT ĐỐI
NHỮNG KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU
1.1. Chuyển động và cơ học
Chuyển động là sự biến đổi trạng thái của một đối tượng nào đó
theo thời gian.
Chuyển động đơn giản nhất là sự biến đổi theo thời gian về vị trí
không gian của một tập hợp điểm nào đó dưới tác dụng của môi
trường.
Khoa học nghiên cứu quy luật chuyển động đó gọi là cơ học.
Cơ học ứng dụng là một lĩnh vực của cơ học.
1.2. Lực, không gian và thời gian
Điểm vật chất gọi là chất điểm, tập hợp các chất điểm có chuyển
động phụ thuộc vào nhau gọi là hệ chất điểm hay cơ hệ.
L
ự
c
l
à
đ
ạ
i
lư
ợ
ng
v
é
c
tơ
đ
ặ
c

trưng
cho
t
á
c
d
ụ
ng
tương
h
ỗ
v
ề
m
ặ
t
cơ học giữa hai chất điểm hay cơ hệ .
Với một cơ hệ, lực gôm: Nội lực và ngoại lực.
Không gian và thời gian có tính chất tuyệt đối không phụ thuộc vào
vật chất và chuyển động .
1.3. Mô hình nghiêm cứu
- Mô hình khảo sát: Điểm và vật rắn tuyệt đối ( không chú ý đến tính
chất của đối tượng đang xét )
- Điểm là mô hình của những đối tượng mà kích thước , hình dáng
có thể bỏ qua trong bài toán được xét.
- VRTĐ là vật rắn mà khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ luôn không
đổi.
1.3.1. Toạ độ mở rộng của cơ hệ
-Để mô tả Chuyển động của một đối tượng ta cần vật làm mốc hay
chu

ẩ
n
đ
ể
so
s
á
nh

g
ọ
i
l
à
h
ệ
quy
chi
ế
u
.
- Vị trí của một đối tượng đối với một hệ quy chiếu đã chọn trước
được xác định bởi một tập hợp số là thông số định vị.
- Tập hợp các thông số định vi xác định vị trí của điểm, vật hoặc hệ
vật gọi là toạ độ mở rộng.
- Số tọa độ mở rộng đủ và dư
z
o
y
x

m
(s)
( x, y, z )
o
a

x
a
o
z
y
a
m
(s)

a
x
m
x
a
y
m
y
x
a
o
a
b

z

o
y
x
m
(s)
( x, y, z )
o
a

x
a
o
z
y
a
m
(s)

a
x
m
x
a
y
m
y
x
a
o
a

b

II. TĨNH HỌC
Chương 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CÁC ĐỊNH
LUẬT TĨNH HỌC
1.1. Các khái niệm cơ bản
1.1.1.Hệ lực
Hệ lực là tập hợp nhiều lực tác dụng lên một vật rắn.
Ví dụ và ký hiệu:
Hợp lực của hệ lực là một lực duy nhất tương đương với một hệ
lực.
Ví dụ và kí hiệu:
Hệ lực cân bằng là hệ lực mà dưới tác dụng của nó vật rắn tự do
nằm ở trạng thái cân bằng.
Trạng thái cân bằng của một vật rắn là trạng thái đứng yên của nó
so với một vật rắn khác được chọn làm hệ qui chiếu.
1.2.Các định luật tĩnh học
Định luật 1: Điều kiện cần và đủ để một vật rắn nằm cân bằng dưới
tác dụng của hai lực là hai lực đó cùng đường tác dụng, ngược chiều
và cùng cường độ.
Ví dụ:
Định luật 2: Tác dụng của hệ lực không đổi nếu ta thêm vào hoặc
bớt đi hệ hai lực cân bằng
Hệ quả (định lý trượt lực)
Định luật 3: Hai lực tác dụng tại một điểm tương đương với một
lực tác dụng tại điểm đó và có véc tơ bằng véc tơ đường chéo của
hình bình hành có hai cạnh là hai véc tơ lực của các lực đã cho.
Định luật 4: Lực tác dụng và phản tác dụng giữa hai vật có cùng
cường độ, cùng đường tác dụng, hướng ngược chiều nhau.
Định luật 5: Một vật rắn biến dạng đã cân bằng dưới tác dụng của

một hệ lực thì khi hoá rắn nó vẫn cân bằng.
Định luật 6: Vật rắn chịu liên kết, cân bằng có thể được xem là vật
rắn tự do cân bằng bằng cách giải phóng tất cả các liên kết và thay
thế tác dụng của các liên kết được giải phóng bằng các phản lực liên
kết thích hợp.
1.3. Liên kết và phản lực liên kết
Liên kết điểm tựa
-Liên kết điểm tựa là liên kết mà tiếp xúc là điểm hoặc đường.
- Phản lực kiên kết tại chỗ tiếp xúc hướng theo phương pháp tuyến
chung của hai bề mặt tiếp xúc.
- Phản lực liên kết bao giờ cũng hướng theo phương gây liên kết.
n n n
n
Liên kết giá con lăn
 Liên kết dây mềm
-Phản lực liên kết hướng theo
phương của dây và có chiều hướng ra ngoài mặt cắt.
Liên kết bản lề (trụ, cầu, cối)
Liên kết thanh
Liên kết ngàm
n
t
1
t
2

a
y
r
a

x
a
y
a
a
a
x
r

o
z
y
x
r
z
y
x
o
1
s
2
s
3
s
1
2
3
z
a
a

a
y
a
X
m
x
y
m
z
m