مقدمه مفاهیم عمومی فصل اول بخش اول - استاتیک. 1/8 Suppose that two nondimensional quantities are e

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "مقدمه مفاهیم عمومی فصل اول بخش اول - استاتیک. 1/8 Suppose that two nondimensional quantities are e"

Ἀγαμέμνων Βιλαέτης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 مفاهیم عمومی فصل rticle 1/9 Problems 2 1/8 Suppose that two nondimensional quantities are e اول actly 6.67 and و 726. مقدمه Using the rules for si nificant figures as stated in this chapter, express th four quantities ( ), ( ), (), and (/). 1/9 ompute the magnitude of the force which th earth exerts on the moon. Perform the calculatio first in newtons and then convert your result t pounds. Refer to Table /2 for necessary physic quantities. بخش اول - استاتیک. P6.4. P lb. P6.1 Problem 1/9 1/10 The uniform steel and titanium spheres are pos 1 tioned as shown. etermine the magnitude of th PROLEMS bee80156_ch06_ indd Page /16/09 11:50:46 M user-s173

2 . P6.4. P P6.5 PROLEMS bee80156_ch06_ indd Page /16/09 11:50:46 M user-s lb هدف های رفتاری پس از آموزش این فصل از فراگیر انتظار می رود بتواند: 1- علم مکانیک را تعریف نماید. 2- حوزه های علم مکانیک را بشناسد. 3- مفاهیم اصلی در علم مکانیک را بشناسد و تعریف نماید. 4- فرضیات علم مکانیک را توضیح دهد. 5- قوانین نیوتن را تعریف کند. 6- کاربرد پیشوندهای واحدهای اندازهگیری را بداند. مقدمه: 1-1 تعریف علم مکانیک: علم مکانیک علمی است که شرایط سکون و حرکت اجسام تحت تاثیر نیرو را بررسی { میکند. { 1- مکانیک اجسام صلب حوزههای علم مکانیک - استاتیک: اجسام صلب ساکن را مورد بررسی قرار میدهد. - دینامیک: اجسام صلب متحرک را مورد بررسی قرار میدهد. 2- مکانیک اجسام تغییرشکل پذیر )مقاومت مصالح( 3- مکانیک سیاالت )مایعات و گازها( در این کتاب از حوزه های فوق در بخش اول با مکانیک اجسام صلب ساکن )استاتیک( و در بخش دوم تا حدودی با مکانیک اجسام تغییر شکل پذیر )مقاومت مصالح(آشنا می شویم. تاریخ مهندسی )مطالعه آزاد( محمد کرجی از نوابغ مهندسی ایران در بیش از هزار سال پیش بوده است. کرجی در کتاب»استخراج آب های زیرزمینی«به وضوح از کروی ت زمین و قوة جاذبه و قوانین تعادل و حرکت که برخی از آن ها چندین قرن بعد توسط دانشمندان اروپایی مطرح شد سخن می گوید. 2

3 2-1 مفاهیم اصلی در علم مکانیک: مفاهیم اصلی و مورد استفاده در علم مکانیک و معرفی یکاهای اندازه گیری آن ها در سامانة بین المللی یکاها )SI( به شرح زیر می باشد فضا :)Space( ناحیه هندسی است که رویدادهای فیزیکی در آن رخ می دهد. موقعیت هر نقطه در فضا را مکان می نامیم که نسبت به یک نقطة مرجع تعیین می شود و واحد اندازه گیری آن در سامانة SI متر )m( می باشد زمان :)Time( فاصلة بین وقوع دو رویداد فیزیکی زمان نام دارد و واحد اندازه گیری آن ثانیه )s( می باشد جرم :)Mass( هر چیزی که فضا را اشغال نماید ماده نام دارد و جسم ماده ای است که به وسیلة یک سطح بسته محدود شده است. مقدار مادة تشکیل دهندة هر جسم را جرم آن جسم می نامیم و واحد 3. P6.4. P lb. P6.1 PROLEMS { bee80156_ch06_ indd Page /16/09 11:50:46 M user-s173 اندازه گیری آن کیلوگرم )kg( است نیرو :)orce( تأثیر یک جسم بر جسم دیگر را نیرو می نامیم و واحد اندازه گیری آن نیوتن )N( است. 3-1 فرضیات: در علم مکانیک به منظور سادهتر شدن حل مسائل فرضیاتی به شرح زیر در نظر گرفته میشود. )1 جسم صلب ody( :)Rigid جسمی است که در اثر ا عمال نیرو تغییر شکل ندهد. 2( نقطه مادی :)Particle( جسمی است که از ابعاد آن صرف نظر می شود به عنوان مثال می توان کره زمین را در فضا به صورت یک نقطه مادی در نظر گرفت. 4-1 قوانین نیوتن: مکانیک اجسام صلب بر اساس قوانین نیوتن بهشرح زیر استوار است: قانون اول نیوتن: هرگاه مجموع نیروهای وارد بر یک جسم صفر باشد: اگر جسم ساکن باشد تا ابد ساکن باقی می ماند. اگر در حال حرکت باشد به حرکت یکنواخت و مستقیم الخط خود ادامه می دهد.

4 . P6.4. P P6.5 PROLEMS bee80156_ch06_ indd Page /16/09 11:50:46 M user-s173 s191 s قانون دوم نیوتن: هرگاه مجموع نیروهای وارد بر یک جسم صفر نباشد آن جسم شتابی متناسب با مجموع نیروها و در راستای آن میگیرد. قانون دوم نیوتن با رابطة زیر تعریف میشود: = m.a )1-1( در این رابطه: N مجموع نیروهای وارد بر جسم بر حسب m s 2 می باشد. kg جرم جسم بر حسب m /Users/user-s191/esktop/MHR071a a شتاب ایجاد شده در جسم بر حسب /Users/user-s191/esktop/MHR071a یک مورد خاص و بسیار مهم این قانون وزن اجسام است که به صورت زیر تعریف می شود: تعریف وزن :)Weight( 2:53:09 PM user-s191 /Users/user-s191/esktop/MHR071a وزن نیرویی است که از طرف زمین به اجسام وارد میشود و با رابطه )2-1( بیان میگردد که 0/09 :53:09 which 2:53:09 PM user-s191 hold PM user-s191 together the parhe rigid hold body together is structurally the par- 3.3 Principle of Transmissibility. /Users/user-s191/esktop/MHR071a 67 Equivalent orces which 3.3 Principle دارد. of =m.a Transmissibility. شباهت 67 زیادی با رابطه Equivalent orces rces he rigid holding body the is structurally component w = m.g )2-1( rces ternal holding forces. the Internal component forces : w وزن جسم بر حسب نیوتن d ternal 7. forces. Internal forces re the forces which hold together the pargid the are body. forces the If forces which the which rigid hold body hold together is together structurally the par- the par- 3.3 Principle of Transmissibility. d 7. بر حسب kg 67 Equivalent orces جرم جسم : m es 3.3 Principle 3.3 Principle of Transmissibility. of Transmissibility., let us consider the forces m Equivalent Equivalent orces orces e d parts, rigid body. the body. If the forces If rigid the holding rigid body body is the structurally component is structurally, let us consider forces : g شتاب جاذبه زمین معادل ( 10 ) g = 9 / 81 میباشد. eople eral o arts, defined parts, the are as forces the internal pulling forces holding forces. holding forward the Internal component the component by forces s 2 eople mper defined also haps. defined ( are as. 6 internal and pulling as internal ). forces. The forward forces. Internal external Internal forces by forces تذکر: haps. xternal d mper free-body in haps. 6 forces, (. and 6 diagram 7. and 3.1 let ). 7. واحد دیگر وزن کیلوگرمنیرو )kgf( میباشد که معادل 10 نیوتن ). forces the 3.2 است external یعنی: (. us The consider ernal truck. f free-body that external three forces, lthough forces, people diagram let us let are consider it us pulling (. embodies consider the forward 3.2 forces the ). forces by o hat the three that front three people bumper people are (. pulling are 3.1 pulling ). forward The external forward by by truck. lthough it embodies 1kgf 10N ed of the to the front the front bumper particles bumper (. forming ( 3.1. ). The 3.1 ). external The the. 3.1 re shown in a free-body diagram (. external 3.2 ). e of ck by eight shown are the shown of in particles the single a free-body truck. a free-body force lthough forming diagram diagram W it.(. embodies The the (. 3.2 ) ) قانون سوم نیوتن: by he ight ull weight on the point of each the single of truck. at the of the which truck. lthough force particles lthough the W it forming. embodies force The it embodies the. 3.1 هر عملی را عکسالعملی است مساوی با آن و در جهت خالف آن. ll s represented on pull each on each of by the of the particles the single particles force forming forming W. the The the is he point at which the force be of force, represented the i.e., truck. by the the by point It single the will at single which force be force seen W the. The force W. The ter of determined. of the gravity truck. of the It The truck. will weight It be will seen be W seen force, this force, i.e., the i.e., point the point at which at which the force the force downward. determined. In The fact, weight it would W ard, downward. i.e., to fall, In fact, if it were it would not ound ard, i.e., opposes to fall, the if it downward were not ound reactions opposes R1 and the downward R2. These reactions ternal e truck forces and R1 acting must and on the R2 therefore truck.. These e acting e external truck forces on forces and acting the acting must on truck. the on therefore truck. truck. ert acting the on force the truck.. The point of ert. The the force tends. The to point make of. e The and force does actually tends to make make it r center gravity of gravity of can gravity be of determined. the of truck. the truck. It The will It weight be will seen be W seen s ravity ove of gravity vertically can be can determined. downward. be determined. In The fact, weight The it weight would W W k move vertically downward, vertically downward. downward. i.e., to In fall, fact, if In it it fact, were would it not would k ound. ove to move downward, The downward, ground i.e., opposes to i.e., fall, to if the fall, it were downward if it were not not W e und. eans ground. The of the ground The reactions ground opposes opposes R1 the and downward the R2. downward These R R 1 R W W W 2 1 R 2 y ans ground means of the on of reactions the truck reactions R1 and and R1 must R2 and. therefore These R2. These R R 1 1 R 2 R the round ground on the on truck the truck and must and must therefore therefore n the rope exert the force. The point of front g the rope the bumper. rope exert exert The the force the force. tends The. point The to make point of. of 3.2 the ont a straight front bumper. bumper. line The and force The does force actually tends tends to make to make it rce a d straight in opposes a straight line this and line motion. does and (Rolling does actually actually resistance make make it it l e or force opposes simplicity.) opposes this motion. This this motion. forward (Rolling (Rolling motion resistance resistance of the 600 lb شکل 1-1 4

5 یادآوری: در این کتاب از سامانه بین المللی واحدهای اندازه گیری )SI( استفاده می کنیم که در اکثر کشورها نیز پذیرفته شده است. واحدهای اندازه گیری کمیت ها در کتاب محاسبات فنی ساختمان بیان گردیده و در این جا به منظور تکمیل آن پیشوندهای واحدهای اندازه گیری را یادآوری می نمائیم و مزیت آن در این است که با استفاده از این پیشوندها از نوشتن اعداد خیلی بزرگ و خیلی کوچک اجتناب می شود. به عنوان مثال می توان N را به صورت 247/ و یا 0/00546 m ر ا 5/46 mm نوشت. تذکر: بین پیشوند و واحد اندازه گیری مورد نظر از هیچ عالمتی استفاده نمی شود اما بین دو واحد اندازه گیری مختلف هر عالمتی نظیر و / می تواند وجود داشته باشد به طور مثال: 10( 9- )m یعنی نانومتر nm یعنی نیوتن متر و N.m 5. P6.4. P جدول )1-1( پیشوندهای آحاد اندازه گیری 600 lb. P6.1 شکل توانی مقدار عددی عالمت اختصاری نام پیشوند p 0/ پیکو n 0/ نانو μ 0/ میکرو m 0/ میلی K 1, کیلو M 1,000, مگا PROLEMS G 1,000,000, گیگا T 1,000,000,000, ترا bee80156_ch06_ indd Page /16/09 11:50:46 M user-s173

6 . P6.4. P P6.5 PROLEMS bee80156_ch06_ indd Page /16/09 11:50:46 M user-s lb خودآزمایی 1- اصطالحات زیر را تعریف کنید: علم مکانیک - استاتیک - دینامیک - جسم صلب - نقطة مادی 2- علم مکانیک به چند حوزه تقسیم میشود نام ببرید. 3- مفاهیم اصلی در علم مکانیک را نام برده و هر یک را توضیح دهید. 4- قوانین نیوتن را نام برده و هر یک را توضیح دهید. 5- جرم جسمی 60 kg است. وزن آن را بر حسب N و kgf محاسبه کنید. 6- به واحدهای خواسته شده تبدیل کنید: 1/ 5kN? N kn = kn.cm? N.m 5 / 1 )الف kn =? N = kn.cm )ب N.m N N kn.cm =? N.m 12? M 12 mm = 2 m2 N N mm 12 )ج =? M 25 MN.m? N.cm )د mm m 25 MN.m N.cm 2 µ N.Mm =? N.m 25 2µ MN.m N.Mm =? N.cm N.m kn N 2kN )ه µ N.Mm = N? N.m? = )و =? mm m kn2 N2 mm =? m kn N mmkn m N 18 =?? = 18 )ز mm mm kn2 N 2 18 mm =? mm mm mm تاریخ مهندسی )مطالعه آزاد( اخوانالصفاگروهیازمتفکرانوفیلسوفانبودندکهدرسال 373 هجریدربصره بهصورتانجمنی مخفی گرد آمدند. نام افراد این انجمن تماما مشخص نیست ولی بعضی از افراد این گروه ایرانی بوده اند: ابوسلیمان محمدبن مشیر بستی مقدسی و ابوالحسن علی بن هارون زنجانی و محمدبن احمد نهرجوری از جمله ایرانیان اخوان الصفا بوده اند. گزیده ای از نظرات اخوان الصفا دربارة پدیدارهای طبیعی که در بخشی از رسایل آن ها موسوم به»حدود و رسوم«آمده است تعاریف بنیادی استاتیک و مقاومت مصالح است که در زیر نقل گردیده اند. مکان: هر موضوعی که شیء متمکن را در بر گیرد و آن نهایات جسم است. زمان: شمارة حرکت های سپهر و تکرار شب و روز است. جسم: هر چیزی که طول و عرض و عمق داشته باشد. 6

Σχετικά έγγραφα

محاسبه ی برآیند بردارها به روش تحلیلی

محاسبه ی برآیند بردارها به روش تحلیلی برای محاسبه ی برآیند بردارها به روش تحلیلی باید توانایی تجزیه ی یک بردار در دو راستا ( محور x ها و محور y ها ) را داشته باشیم. به بردارهای تجزیه شده در راستای محور