Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Прикладна механіка_ЛЕКЦІЇ

.pdf
Скачиваний:
147
Добавлен:
08.02.2016
Размер:
7 Мб
Скачать
☆

584

ІІ. Правила обчислення похідних u , v – функції незалежної змінної

1.

2.

3.

4.

5.

6.

y y y

y y y

 

Cu

;

 

u v

u v

;

u

;

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

;

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

u

n

;

 

 

 

 

;

y y y

y y y

 

Cu

; (С – стала ).

 

 

 

 

 

 

 

u v .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uv uv .

 

 

 

 

 

 

 

 

uv uv

.

 

v

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

u

; (С – стала).

 

u

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nu

n 1

u .

 

 

 

 

 

 

 

 

ІІІ. Таблиця простих інтегралів

 

 

1.

0 d x C ;

(С – довільна стала).

 

2.

1 d x d x x C .

9.

 

10.

 

1

 

 

d x

 

 

 

d x

 

 

arc tg x C .

1 x

2

 

1

x

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

d x

 

d x

arcsin x C

1 x

1 x

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

n

 

x

n 1

 

 

 

1

 

d x

 

d x

 

ctg x C .

3.

d x

 

 

 

C ;( n 1).

11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

sin

2

x

sin

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

4.

 

1

d x

d x

ln x C .

12.

 

 

1

 

d x

 

d x

tg x C .

 

 

x

 

 

x

cos

2

 

cos

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

x

 

 

 

1

 

d x

d x

2

 

x C .

 

 

5.

a

 

x

d x

 

C ;( a 0 )

13.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln a

 

x

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

e

x

d x e

x

 

C .

14.

 

 

1

 

 

d x

 

 

d x

 

 

 

1

ln

 

1 x

 

C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x

2

1 x

2

2

 

1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d x ln x

x2 n C .

 

 

 

 

 

 

7.

sin x d x cos x C .

15.

 

 

x2 n

 

 

 

 

8.

cos x d x sin x C .

 

 

 

 

 

 

 

ІV. Правила інтегрування

a f x d x a f x d x ; ( a 0 – стала величина).

f x g x d x f x d x g x d x .

585

V.Значення тригонометричних функцій кутів, що зустрічаються

врозрахунках.

 

 

 

 

 

Таблиця V

Значення кута

 

Тригонометрична функція

 

 

 

 

 

 

 

α , ˚

sin α

 

cos α

 

tg α

 

 

 

 

 

 

0

0

 

1,0

 

0

 

 

 

 

 

 

3

0,052

 

0,999

 

0,052

 

 

 

 

 

 

5

0,087

 

0,996

 

0,088

 

 

 

 

 

 

10

0,174

 

0,985

 

0,176

 

 

 

 

 

 

12

0,208

 

0,978

 

0,213

 

 

 

 

 

 

15

0,259

 

0,966

 

0,268

 

 

 

 

 

 

20

0,3429

 

0,940

 

0,364

 

 

 

 

 

 

25

0,423

 

0,906

 

0,466

 

 

 

 

 

 

28

0,469

 

0,883

 

0,532

 

 

 

 

 

 

30

0,5

 

0,866

 

0,577

 

 

 

 

 

 

31

0,515

 

0,857

 

0,601

 

 

 

 

 

 

32

0,530

 

0,848

 

0,625

 

 

 

 

 

 

33

0,545

 

0,839

 

0,650

 

 

 

 

 

 

35

0,574

 

0,819

 

0,700

 

 

 

 

 

 

40

0,643

 

0,766

 

0,839

 

 

 

 

 

 

45

0,707

 

0,707

 

1,0

 

 

 

 

 

 

55

0,819

 

0,574

 

1,428

 

 

 

 

 

 

60

0,866

 

0,5

 

1,732

 

 

 

 

 

 

70

0,940

 

0,342

 

2,747

 

 

 

 

 

 

75

0,966

 

0,259

 

3,732

 

 

 

 

 

 

80

0,985

 

0,174

 

5,671

 

 

 

 

 

 

90

1,0

 

0

 

-

 

 

 

 

 

 

586

VI. Значення

E

,

G

,

, [

 

p

 

], [

 

c

 

] для деяких матеріалів при 20˚С

Таблиця VI

 

Матеріал

 

Модуль

 

Модуль

 

Коефіцієнт

 

Допустиме

 

Допустиме

 

 

поздовжньої

 

 

зсуву

 

Пуассона

 

 

напруження

напруження

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пружності

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на розтяг

 

на стиск

 

 

 

 

E ·105 ,

 

 

G ·104 ,

 

 

 

 

[ p

],

 

[ c ],

 

 

 

 

 

 

Н/

мм

2

 

 

Н/ мм

2

 

 

 

 

 

Н/ мм

2

 

Н/ мм

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сталь

 

1,96 – 2,16

 

7,8 – 8,3

 

0,25 – 0,33

 

60 – 250

 

760 – 250

 

Чавун

 

1,5 – 1,6

 

4,5

 

 

0,23 – 0,27

 

28 – 80

 

120 – 150

 

Мідь

 

1,0 – 1,3

 

4,0 – 4,9

 

0,31 – 0,34

 

30 – 120

 

30 – 120

 

Латунь

 

0,98 – 1,08

 

3,5 – 3,7

 

0,32 – 0,34

 

70 – 140

 

70 – 140

 

Бронза

 

0,74 – 1,22

 

 

–

 

 

0,32 – 0,35

 

60 – 120

 

60 – 120

 

Дерево

 

0,1 – 0,16

 

0,055

 

–

 

 

9 – 13

 

13 – 15

 

 

 

 

VII. Нормальні лінійні розміри, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(по ГОСТ 6636 – 74)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТаблицяVII

 

 

 

 

 

 

Ряди

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ряди

 

 

 

 

 

 

 

Ra 5

 

Ra 10

Ra 20

 

 

Ra 40

 

Ra 5

 

Ra 10

 

Ra 20

 

Ra 40

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0

 

1,0

 

 

 

 

3,2

 

 

 

 

3,4

 

 

 

 

 

1,0

 

 

 

 

1,05

 

 

 

 

 

 

 

3,6

 

3,6

 

 

 

 

 

 

 

 

1,1

 

 

1,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,8

 

 

 

1,0

 

 

 

 

 

 

 

1,15

 

 

 

 

 

 

 

4,0

 

4,0

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2

 

 

1,2

 

 

 

 

4,0

 

 

 

 

4,2

 

 

 

 

 

1,2

 

 

 

 

1,3

 

 

 

 

 

 

 

4,5

 

4,5

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4

 

 

1,4

 

4,0

 

 

 

 

 

 

 

 

4,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

5,0

 

5,0

 

 

 

 

 

 

 

 

1,6

 

 

1,6

 

 

 

 

5,0

 

 

 

 

5,3

 

 

 

 

 

1,6

 

 

 

 

1,7

 

 

 

 

 

 

 

5,6

 

5,6

 

 

 

 

 

 

 

 

1,8

 

 

1,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6,0

 

 

 

1,6

 

 

 

 

 

 

 

1,9

 

 

 

 

 

 

 

6,3

 

6,3

 

 

 

 

 

 

 

 

2,0

 

 

2,0

 

 

 

 

6,3

 

 

 

 

6,7

 

 

 

 

 

2,0

 

 

 

 

2,1

 

 

 

 

 

 

 

7,1

 

7,1

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2

 

 

2,2

 

6,3

 

 

 

 

 

 

 

 

7,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,4

 

 

 

 

 

 

 

8,0

 

8,0

 

 

 

 

 

 

 

 

2,5

 

 

2,5

 

 

 

 

8,0

 

 

 

 

8,5

 

 

 

 

 

2,5

 

 

 

 

2,6

 

 

 

 

 

 

 

9,0

 

9,0

 

 

 

 

 

 

 

 

2,8

 

 

2,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9,5

 

 

 

2,5

 

 

 

 

 

 

 

3,0

 

10

 

 

 

 

 

10,0

 

10,0

 

 

587

VIII. Сортамент прокатної сталі (ГОСТ 8239 – 72, 8509-72)

 

 

 

 

 

 

 

Позначення:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

- висота балки;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b - ширина полиці;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

- товщина стінки;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t - середня товщина полиці;

 

 

 

 

 

 

 

J

- момент інерції;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

- момент опору;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

- статичний момент.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця VIII.1 – Балки двутаврові

№

 

Розміри

 

 

 

Для осі x-x

 

 

 

Для осі y-y

про-

h,

b,

d,

t,

J x

,

Wx ,

 

S x

,

 

J y

,

Wy ,

філя

мм

мм

мм

мм

см

4

см

3

 

см

3

 

см

4

см

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

100

55

4,5

7,2

198

39,7

 

23,0

 

17,9

6,49

12

120

64

4,8

7,3

350

58,4

 

33,7

 

27,9

8,72

14

140

73

4,9

7,5

572

81,7

 

46,8

 

41,9

11,5

16

160

81

5,0

7,8

873

109

 

62,3

 

58,6

14,5

18

180

90

5,1

8,1

1290

143

 

81,4

 

82,6

18,4

18а

180

100

5,1

8,3

1430

159

 

89,8

 

114

22,8

20

200

100

5,2

8,4

1840

184

 

104

 

115

23,1

20а

200

110

5,2

8,6

2030

203

 

114

 

155

28,2

22

220

110

5,4

8,7

2550

232

 

131

 

157

28,6

22а

220

120

5,4

8,9

2790

254

 

143

 

206

34,3

24

240

115

5,6

9,5

3460

289

 

163

 

198

34,5

24а

240

125

5,6

9,8

3800

317

 

178

 

260

41,6

27

270

125

6,0

9,8

5010

371

 

210

 

260

41,5

27а

270

135

6,0

10,2

5500

407

 

229

 

337

50,0

30

300

135

6,5

10,2

7080

472

 

268

 

337

49,9

30а

300

145

6,5

10,7

7780

518

 

292

 

436

60,1

33

330

140

7,0

11,2

9840

597

 

339

 

419

59,9

36

360

145

7,5

12,3

13380

743

 

423

 

516

71,1

40

400

155

8,3

13,0

19062

953

 

545

 

667

86,1

45

450

160

9,0

14,2

27696

1231

 

708

 

808

101

50

500

170

10,0

15,2

39727

1589

 

919

 

1043

123

55

550

180

11,0

16,5

55962

2035

 

1181

 

1356

151

588

Позначення:

h - висота швелера;

b

- ширина полиці;

d

- товщина стінки;

t - середня товщина полиці;

J

- момент інерції;

W

- момент опору;

S - статичний момент.

Таблиця VIII.2 – Швелер

№

 

Розміри

 

 

Для осі x-x

 

 

Для осі y-y

про-

h,

b,

d,

t,

J x

,

Wx ,

 

S x

,

J y

,

Wy ,

філя

мм

мм

мм

мм

см

4

см

3

 

см

3

см

4

см

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

50

32

4,4

7,0

22,8

9,1

 

5,59

5,61

2,75

6,5

65

36

4,4

7,2

48,6

15,0

 

9,00

8,70

3,68

8

80

40

4,5

7,4

89,4

22,4

 

13,3

12,8

4,75

10

100

46

4,5

7,6

174

34,8

 

20,4

20,4

6,48

12

120

52

4,8

7,8

304

50,6

 

29,6

31,2

8,52

14

140

58

4,9

8,1

491

70,2

 

40,8

45,4

11,0

16

160

64

5,0

8,4

747

93,4

 

54,1

63,3

13,8

16a

160

68

5,0

9,0

823

103

 

59,4

78,8

16,4

18

180

70

5,1

8,7

1090

121

 

69,8

86,0

17,0

18a

180

74

5,1

9,3

1190

132

 

76,1

105

20,0

20

200

76

5,2

9,0

1520

152

 

87,8

113

20,5

20a

200

80

5,2

9,7

1670

167

 

95,9

139

24,2

22

220

82

5,4

9,5

2110

192

 

110

151

25,1

22a

220

87

5,4

10,2

2330

212

 

121

187

30,0

24

240

90

5,6

10,0

2900

242

 

139

208

31,6

27

270

95

6,0

10,5

4160

308

 

178

262

37,3

30

300

100

6,5

11,0

5810

387

 

224

327

43,6

33

330

105

7,0

11,7

7980

484

 

281

410

51,8

36

360

110

7,5

12,6

10820

601

 

350

513

61,7

40

400

115

8,0

13,5

15220

761

 

444

642

73,4

589

ЗМІСТ

 

ПЕРЕДМОВА.............................................................................................

3

Вступ ....................................................................................................................

4

ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА

 

ЧАСТИНА І. СТАТИКА

 

Розділ 1. Визначення. Плоска система збіжних сил ...........................

6

§ 1.1. Предмет статики. Основні поняття і визначення...................................

6

§ 1.2. Аксіоми статики ........................................................................................

9

§ 1.3. Вільне і невільне тіло. В’язі та їх реакції..............................................

11

§ 1.4. Плоска система збіжних сил. Визначення рівнодійної системи

 

геометричним способом ...................................................................................

15

§ 1.5. Умова рівноваги плоскої системи збіжних сил

 

у геометричній формі........................................................................................

16

§ 1.6. Проекція сили на осі координат ............................................................

18

§ 1.7. Визначення рівнодійної плоскої системи збіжних сил.

 

аналітичним способом ......................................................................................

20

§ 1.8. Умови рівноваги тіла під дією плоскої системи збіжних сил в

 

аналітичній формі..............................................................................................

22

Запитання для самоконтролю ..........................................................................

26

Розділ 2. Плоска система паралельних та довільних сил ...............

27

§ 2.1. Плоска система паралельних сил. Додавання двох

 

паралельних сил ................................................................................................

27

§ 2.2. Пара сил. Момент пари сил....................................................................

29

§ 2.3. Властивості пари сил ..............................................................................

30

590

§ 2.4. Умови рівноваги тіла під дією плоскої пар сил, що розташовані в

 

одній площині ....................................................................................................

31

§ 2.5. Момент сили відносно центра (точки). Алгебраїчна величина

 

моменту ..............................................................................................................

32

§ 2.6. Плоска система довільно розташованих у площині сил.

 

Теорема про паралельне перенесення сили....................................................

33

§ 2.7. Зведення плоскої системи довільних сил до даного центру...............

35

§ 2.8. Деякі випадки зведення плоскої системи довільних сил

 

до даного центру................................................................................................

39

§ 2.9. Теорема Варіньона про момент рівнодійної плоскої системи сил ....

40

§ 2.10. Умови рівноваги тіла під дією плоскої системи довільних сил.......

41

Запитання для самоконтролю ..........................................................................

43

Розділ 3. Балки і системи балок ...........................................................

44

§ 3.1. Поняття про балки і системи балок.......................................................

44

§ 3.2. Навантаження, що діють на балку.........................................................

46

§ 3.3. Визначення опорних реакцій балок ......................................................

49

§ 3.4. Розв'язання задач на рівновагу системи тіл.

 

Статично означені та статично неозначені задачі .........................................

58

Запитання для самоконтролю ..........................................................................

63

Розділ 4. Просторова система сил ........................................................

64

§ 4.1. Види просторових систем сил ...............................................................

64

§ 4.2. Визначення вектора сили у просторі за його проекціями

 

на координатні осі .............................................................................................

65

§ 4.3. Умови рівноваги тіла під дією просторової системи

 

збіжних сил ........................................................................................................

67

§ 4.4. Момент сили відносно осі ......................................................................

68

§ 4.5. Визначення моментів сили відносно координатних осей...................

70

 

591

§ 4.6. Головний вектор і головний момент

 

просторової системи довільних сил ................................................................

72

§ 4.7. Умови рівноваги тіла, що перебуває під дією

 

просторової системи довільних сил ................................................................

74

§ 4.8. Умови рівноваги тіла, що перебуває під дією

 

просторової системи паралельних сил............................................................

76

§ 4.9. Теорема Варіньона про момент рівнодійної сили відносно осі .........

78

§ 4.10. Приклад рівноваги тіла під дією просторової системи

 

довільних сил .....................................................................................................

79

Запитання для самоконтролю ..........................................................................

82

Розділ 5. Центр ваги................................................................................

83

§ 5.1. Центр паралельних сил...........................................................................

83

§ 5.2. Координати центра паралельних сил ....................................................

85

§ 5.3. Центр ваги тіла, об'єму, площі, лінії .....................................................

88

§ 5.4. Статичний момент площі плоского тіла ...............................................

94

§ 5.5. Способи визначення координати центра ваги тіла..............................

96

§ 5.6. Центри ваги деяких простих геометричних фігур.............................

102

Запитання для самоконтролю ........................................................................

105

ЧАСТИНА ІІ. КІНЕМАТИКА

 

Розділ 6. Кінематика точки .................................................................

106

§ 6.1. Вступ до кінематики .............................................................................

106

§ 6.2. Кінематика матеріальної точки.

 

Способи завдання руху матеріальної точки .................................................

108

§ 6.3. Взаємозв’язок між способами завдання руху матеріальної точки...

111

§ 6.4. Швидкість руху точки...........................................................................

112

§ 6.5. Прискорення руху точки ......................................................................

116

592

§ 6.6. Деякі випадки руху матеріальної точки..............................................

121

§ 6.7. Приклади визначення кінематичних параметрів матеріальної

 

точки .................................................................................................................

124

Запитання для самоконтролю ........................................................................

128

Розділ 7. Кінемаимка твердого тіла. Найпростіші види руху ......

130

§ 7.1. Поступальний рух твердого тіла .........................................................

130

§ 7.2. Обертальний рух твердого тіла навколо нерухомої осі.

 

Закон обертального руху ................................................................................

134

§ 7.3. Кутова швидкість та кутове прискорення тіла, що обертається ......

135

§ 7.4. Деякі випадки обертання тіла навколо нерухомої осі.......................

138

§ 7.5. Кінематичні характеристики точок тіла, що обертається навколо

 

нерухомої осі....................................................................................................

142

§ 7.6. Вектори кутової швидкості і кутового прискорення тіла

 

при його обертанні ..........................................................................................

149

§ 7.7. Векторний вираз лінійної швидкості точки тіла,

 

що обертається навколо нерухомої осі .........................................................

150

Запитання для самоконтролю ........................................................................

154

Розділ 8. Плоскопаралельний рух твердого тіла ............................

155

§ 8.1. Поняття про плоскопаралельний рух..................................................

155

§ 8.2. Рівняння плоскопаралельного руху твердого тіла.............................

156

§ 8.3. Розкладання руху плоскої фігури на поступальний і

 

обертальний .....................................................................................................

157

§ 8.4. Визначення швидкості точки плоскої фігури ....................................

159

§ 8.5. Теорема про проекції швидкостей двох точок плоскої фігури ........

160

§ 8.6. Визначення прискорення точки плоскої фігури ................................

162

§ 8.7. Миттєвий центр швидкостей плоскої фігури.....................................

164

§ 8.8. Деякі випадки визначення положення миттєвого центра

 

 

593

швидкостей ......................................................................................................

168

§ 8.9. Миттєвий центр прискорень ................................................................

171

Запитання для самоконтролю ........................................................................

173

Розділ 9. Складний рух матеріальної точки ....................................

174

§ 9.1. Поняття про абсолютний, відносний і переносний рух ...................

174

§ 9.2. Визначення абсолютної швидкості та прискорення у складному

 

русі матеріальної точки ..................................................................................

175

§ 9.3. Модуль, напрямок і фізичні причини виникнення

 

прискорення Коріоліса....................................................................................

176

Запитання для самоконтролю ........................................................................

180

ЧАСТИНА ІІІ. ДИНАМІКА

 

Розділ 10. Основи динаміки матеріальної точки............................

181

§ 10.1. Вступ до динаміки...............................................................................

181

§ 10.2. Закони динаміки (Закони Галілея – Ньютона) .................................

183

§ 10.3. Системи одиниць вимірювання фізичних величин .........................

186

§ 10.4. Диференціальні рівняння руху вільної матеріальної точки ...........

188

§ 10.5. Диференціальні рівняння руху невільної матеріальної точки .......

190

§ 10.6. Дві основні задачі динаміки матеріальної точки .............................

191

§ 10.7. Інтегрування диференціальних рівнянь руху точки у простих

 

випадках ...........................................................................................................

194

Запитання для самоконтролю ........................................................................

202

Розділ 11. Динаміка системи матеріальних точок

 

Геометрія мас. Динамічні рівняння руху .........................................

203

§ 11.1. Механічна система матеріальних точок. Сили зовнішні

 

та внутрішні .....................................................................................................

203