ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2018

Σχετικά έγγραφα
ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2016

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2015

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2017

6. Κάμψη. Κώστας Γαλιώτης, καθηγητής Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2017

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

Μηχανική Ι - Στατική

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2016

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2015

ΣΤΑΤΙΚΗ 1 ΔΥΝΑΜΕΙΣ. Παράδειγμα 1.1

7. Στρέψη. Κώστας Γαλιώτης, καθηγητής Τμήμα Χημικών Μηχανικών. 7. Στρέψη/ Μηχανική Υλικών

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Μηχανική Στερεού Σώματος. Ροπή Δυνάμεων & Ισορροπία Στερεού Σώματος. Επιμέλεια: ΑΓΚΑΝΑΚΗΣ A.ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, Φυσικός

ΓΕΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ - ΣΤΕΡΕΟΣΤΑΤΙΚΗ. 2. Στερεοστατική. 2.1 Ισοδύναμα συστήματα δυνάμεων Δύναμη

Τα σώματα τα έχουμε αντιμετωπίσει μέχρι τώρα σαν υλικά σημεία. Το υλικό σημείο δεν έχει διαστάσεις. Έχει μόνο μάζα.

ΡΟΠΕΣ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ- ΥΝΑΜΕΙΣ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕ Ο ΚΑΙ ΣΤΟ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2018

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2016

Π. Ασβεστάς Γ. Λούντος Τμήμα Τεχνολογίας Ιατρικών Οργάνων

Κεφάλαιο 6β. Περιστροφή στερεού σώματος γύρω από σταθερό άξονα

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2017

Φυσική Θετικών Σπουδών Γ τάξη Ενιαίου Λυκείου 2 0 Κεφάλαιο

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΕ ΝΕΟ ΣΥΣΤΗΜΑ 2014

Γ. Λούντος Π. Ασβεστάς Τμήμα Τεχνολογίας Ιατρικών Οργάνων

Ορμή. Απλούστερη περίπτωση: σύστημα δυο σωματίων, μάζας m 1 και m 2 σε αποστάσεις x 1 και x 2, αντίστοιχα, από την αρχή ενός συστήματος συντεταγμένων

1.1.1 Εσωτερικό και Εξωτερικό Γινόμενο Διανυσμάτων

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 03 Νόμοι κίνησης του Νεύτωνα

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2015

ιάλεξη 7 η, 8 η και 9 η

2 Η ΠΡΟΟΔΟΣ. Ενδεικτικές λύσεις κάποιων προβλημάτων. Τα νούμερα στις ασκήσεις είναι ΤΥΧΑΙΑ και ΟΧΙ αυτά της εξέταση

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ 2013

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2010

ΙΣΟΣΤΑΤΙΚΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΜΕ ΣΥΝΔΕΣΜΟΥΣ Υπολογισμός αντιδράσεων και κατασκευή Μ,Ν, Q Γραμμές επιρροής. Διδάσκων: Γιάννης Χουλιάρας

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΚΕΝΤΡΟ ΒΑΡΟΥΣ-ΡΟΠΕΣ Α ΡΑΝΕΙΑΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις προηγούμενων εξετάσεων ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΑΥΕΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Α (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 09/03/2014

Κεφ.3 Δυνάμεις ΓΕΝΙΚΑ. Τα σώματα κινούνται (κεφ.2) και αλληλεπιδρούν. (κεφ.3)

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΙ ΡΟΠΕΣ

Α. Ροπή δύναµης ως προς άξονα περιστροφής

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ ΙΟΥΝΙΟΥ 2014

ΒΑΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗΝ Α ΚΑΙ Β ΛΥΚΕΙΟΥ. Από τη Φυσική της Α' Λυκείου

2. Επίδραση των δυνάμεων στην περιστροφική κίνηση Ισοδύναμα συστήματα δυνάμεων

L 1 L 2 L 3. y 1. Α.Σ.ΠΑΙ.Τ.Ε. / ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΤΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΥΠΟΔΟΜΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2012 ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ Ι Καθηγητής Σιδερής Ε.

Κεφάλαιο 2: Διανυσματικός λογισμός συστήματα αναφοράς

Επιπρόσθετα για την δύναμη. Από το βιβλίο «Concepts in Physics CRM Books Del Mar California Επιλογή μόνον για την εκπαίδευση των φοιτητών

Γ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΦΟΡΤΙΩΝ ΔΙΑΤΟΜΗΣ (N, Q, M)

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Μηχανική Στερεού Σώματος. Τετάρτη 12 Απριλίου Θέμα 1ο

2.1 Παραμορφώσεις ανομοιόμορφων ράβδων

ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΩΝ

5. Θερμικές τάσεις και παραμορφώσεις

ιαλέξεις Παρασκευή 8 Οκτωβρίου,, Πέτρος Κωµοδρόµος Στατική Ανάλυση των Κατασκευών Ι 1

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ

Μάθημα: Στατική ΙΙ 3 Ιουλίου 2012 Διδάσκων: Τριαντ. Κόκκινος, Ph.D. ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

Μάθημα: Στατική ΙΙ 9 Φεβρουαρίου 2011 Διδάσκων: Τριαντ. Κόκκινος, Ph.D. Διάρκεια εξέτασης 2:15 ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Στερεό (Μέχρι Ροπή Αδράνειας) Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Α)Σε κάθε μια από τις ερωτήσεις (1-4) να σημειώσετε στο τετράδιό σας τη σωστή απάντηση.

Περίληψη μαθήματος Ι

Κεφάλαιο 10 Περιστροφική Κίνηση. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ ΣΧΟΛΙΑ Η δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα προκαλεί μεταβολή της ταχύτητάς του δηλαδή επιτάχυνση.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΑΠΟΦΟΙΤΟΙ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 28/02/16 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ ΘΕΜΑ Α

Διαφορική ανάλυση ροής

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ.

ΕΝΟΤΗΤΑ 14: ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

ΥΝΑΜΕΙΣ. Φυσική Β Γυµνασίου ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. Αν Fολική = 0 τότε ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. Μέγεθος Τύπος Μεγέθη Μονάδες στο S.I. Κωνσταντίνος Ιατρού Φυσικός

Στοιχεία Μηχανών. Εαρινό εξάμηνο 2017 Διδάσκουσα: Σωτηρία Δ. Χουλιαρά

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ ΙΟΥΝΙΟΥ 2017 ΜΕΣΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ

ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι -ΣΤΑΤΙΚΗ

1. Δυνάμεις και ο κανόνας του παραλληλογράμμου

Τα θέματα συνεχίζονται στην πίσω σελίδα

Ερωτήσεις. 2. Η ροπή αδράνειας μιας σφαίρας μάζας Μ και ακτίνας R ως προς άξονα που διέρχεται

w w w.k z a c h a r i a d i s.g r

Μηχανική Ι - Στατική

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ. Ενότητα 8: ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΣΤΑΘΕΡΟ ΑΞΟΝΑ. Αν. Καθηγητής Πουλάκης Νικόλαος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε.

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

φυσική κεφ.3 ΔΥΝΑΜΕΙΣ Επισημάνσεις από τη θεωρία του βιβλίου

Μέθοδος των Δυνάμεων

ΑΣΚΗΣΗ 5.1 Το διάνυσμα θέσης ενός σώματος μάζας m=0,5kgr δίνεται από τη σχέση: 3 j οπότε το μέτρο της ταχύτητας θα είναι:

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Μηχανική Στερεού Σώματος. Σάββατο 24 Φεβρουαρίου Θέμα 1ο

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΟΜΑΛΗ ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ ΥΛΙΚΟΥ ΣΗΜΕΙΟΥ

Εσωτερικές Αλληλεπιδράσεις Νο 3.

Θεωρία Φυσικής Τμήματος Πληροφορικής και Τεχνολογίας Υπολογιστών Τ.Ε.Ι. Λαμίας

13 Γενική Μηχανική 2 Δυνάμεις Nόμοι του Newton 15/9/2014

Επίλυση 2ας. Προόδου & ιάλεξη 12 η. Τρίτη 5 Οκτωβρίου,,

13 Γενική Μηχανική 2 Δυνάμεις Nόμοι του Newton 15/9/2014

Physics by Chris Simopoulos

Για τις παραπάνω ροπές αδράνειας ισχύει: α. β. γ. δ. Μονάδες 5

sin ϕ = cos ϕ = tan ϕ =

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο : ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 3: ΡΟΠΗ ΑΔΡΑΝΕΙΑΣ - ΘΕΜΕΛΙΩΔΗΣ ΝΟΜΟΣ ΣΤΡΟΦΙΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ

ΔΟΚΙΜΗ ΣΤΡΕΨΗΣ. Σχήμα 1 : Στρέψη ράβδου από ζεύγος δυνάμεων. Σχήμα 2 :

2 το ελατήριο. μετρήσουμε τις παραμορφώσεις και ξέρουμε τη μία δύναμη, μπορούμε να υπολογίσουμε την άλλη.

ENOTHTA 1.1 ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΚΙΝΗΣΗ

Transcript:

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2018 Κώστας Γαλιώτης, καθηγητής Τμήμα Χημικών Μηχανικών galiotis@chemeng.upatras.gr 1

Περιεχόμενα ενότητας Α Βασικές έννοιες Στατική υλικού σημείου Αξιωματικές αρχές Νόμοι Νεύτωνα Εξισώσεις ισορροπίας Διάγραμμα ελευθέρου σώματος (Δ.Ε.Σ.) Είδη φόρτισης 2

Βασικές έννοιες Πάνω σε αυτές θεμελιώνεται η ανάπτυξη της μηχανικής! Υλικό σημείο: κομμάτι ύλης με μηδενικές διαστάσεις, αλλά μη μηδενική μάζα. Μάζα: η ποσότητα της ύλης Άκαμπτο σώμα: με την επίδραση εξωτερικών φορτίων διατηρεί το αρχικό σχήμα και διαστάσεις του. Γεγονός: συμβαίνει στιγμιαία και έχει μηδενική χρονική διάρκεια, π.χ. η δημιουργία του κόσμου. Σύστημα αναφοράς: αναγκαίο για τον ακριβή προσδιορισμό γεγονότος, π.χ. γνώση τόπου-χρόνου. Οποιοδήποτε αμετάβλητο σώμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σύστημα αναφοράς (συντεταγμένες, y, z). Χρόνος: η διάρκεια ενός γεγονότος. Ηρεμία-κίνηση: μεταβολή ή μη της θέσης ενός σώματος ανάλογα με το σύστημα αναφοράς. Δύναμη: χαρακτηριστικό της είναι ότι επηρεάζει την κατάσταση ηρεμίας ή κίνησης των υλικών σωμάτων. Ορισμός δύναμης: σημείο εφαρμογής, διεύθυνση και φορά, μέγεθος. Εισαγωγή/ Μηχανική Υλικών 3

Στατική Στατική είναι η μελέτη των άκαμπτων στερεών σωμάτων σε ηρεμία ή κάτω από σταθερή ταχύτητα. Μελετώνται οι συνθήκες κάτω από τις οποίες τα υλικά σώματα ισορροπούν από την επενέργεια δυνάμεων (εσωτερικών και εξωτερικών). Το διάνυσμα μπορεί να αποτελέσει το μαθηματικό πρότυπο για την φυσική οντότητα που είναι η δύναμη. Μεθοδολογία διανυσματικής άλγεβρας Εισαγωγή/ Μηχανική Υλικών 4

Αξιωματικές αρχές (1/2) Η Νευτώνεια Μηχανική, πάνω στην οποία βασίζεται η τεχνολογία μας, στηρίζεται στις παρακάτω αξιωματικές αρχές: Ο νόμος του παραλληλόγραμμου Δυο δυνάμεις που ενεργούν πάνω σε ένα υλικό σημείο, μπορούν να αντικατασταθούν από μια τρίτη, την συνισταμένη (R) τους, που αντιστοιχεί διανυσματικά στην διαγώνιο ενός παραλληλόγραμμου που σχηματίζεται από τις αρχικές δυνάμεις (εφαρμοστόδιάνυσμα). P 1 β φ α R RR = PP 1 2 + PP 2 2 + 2PP 1 PP 2 cccccccc (μέτρο συνισταμένης) y P 2 sin αα = PP 1 RR sin ββ = PP 2 RR sin φφ sin φφ καθορισμένης διεύθυνσης λόγω του ότι είναι άνυσμα 5

Αξιωματικές αρχές (2/2) Αρχή αξονικής μετατόπισης (επαλληλίας) Όταν ένα σύστημα δυνάμεων επενεργεί σε ένα σώμα τότε το αποτέλεσμα παραμένει το ίδιο εάν προσθέσουμε στο σώμα αυτό ένα άλλο σύστημα δυνάμεων το οποίο βρίσκεται σε ισορροπία. Το θεώρημα αυτό λέγεται και θεώρημα της μεταφοράς (ή ολίσθησης) μιας δύναμης πάνω στο φορέα της. A P B -P A P B P A B P Η δύναμη με άλλο λόγια θεωρείται ολισθαίνον διάνυσμα. 6

Νόμοι του Νέυτωνα 1 ος Νόμος Αν η συνισταμένη των δυνάμεων που επενεργούν πάνω σε ένα υλικό σώμα είναι μηδενική, τότε αυτό ηρεμεί ή κινείται, δηλαδή παραμένει στην αρχική κατάσταση. 2 ος Νόμος Αν η συνισταμένη δυνάμεων που ενεργούν πάνω σε ένα υλικό σημείο δεν είναι μηδενική τότε αυτό επιταχύνεται ανάλογα με το μέγεθός της και κατά τη διεύθυνση και φορά της. F = m a F=συνισταμένη δύναμη, m=μάζα, a=επιτάχυνση 3 ος Νόμος Οι δυνάμεις δράσης και αντίδρασης ανάμεσα σε δύο σώματα έχουν ίδιο μέγεθος και αντίθετη φορά. Νόμος της βαρύτητας Οι δυνάμεις, ελκτικές ή απωστικές μεταξύ δυο υλικών σωμάτων δίνεται από τη σχέση FF = gg mm 1 mm 2 rr 2 7

Διάγραμμα ελευθέρου σώματος (1/2) Προκειμένου ένα σώμα να ισορροπεί, πρέπει να στηρίζεται! Την στήριξη πραγματοποιούν οι συνδέσεις. Οι συνδέσεις περιορίζουν τις ελεύθερες κινήσεις των σωμάτων. Ασκούν δηλαδή δυνάμεις στα σώματα που αποτρέπουν την κίνηση τους. Οι δυνάμεις αυτές λέγονται αντιδράσεις. Έχουν φορέα την ευθεία στην οποία τείνει να κινηθεί το σώμα και διέρχονται από το σημείο του συνδέσμου. Οι αντιδράσεις δεν είναι εσωτερικές δυνάμεις. 8

Διάγραμμα ελευθέρου σώματος (2/2) Ο σχεδιασμός ενός σώματος χωρίς τους συνδέσμους αλλά με τις αντιδράσεις που ασκούν οι σύνδεσμοι (πάνω στο σώμα) καθώς και τα εξωτερικά φορτία λέγεται Διάγραμμα Ελευθέρου Σώματος (ΔΕΣ). Το ΔΕΣ διευκολύνει την επίλυση της Στατικής και της Αντοχής Υλικών, δηλαδή της Μηχανικής των Υλικών (δηλαδή επιτρέπει τον υπολογισμό των αγνώστων δυνάμεων μέσα από ένα διάγραμμα που όλες δυνάμεις φαίνονται ως εξωτερικέςδυνάμεις). ΔΕΣ Fs ΔΕΣ Β Β Κ Η Κ Β Β Η Α 9

Ισορροπία στερεού σώματος (απαραμόρφωτου) Συνισταμένη δυνάμεων Συνισταμένη ροπών RR = ii FF ii =0 MM oo = ii MM ii = ii rr ii FF ii = 0 Οι ως άνω εξισώσεις εκφράζουν την απόλυτη ισορροπία του συστήματος και σε μετατόπιση και περιστροφή. 10

Η μέθοδος των τομών Εσωτερικές τάσεις Οι εξωτερικές δυνάμεις παραμορφώνουν το σώμα, οι εσωτερικές προσπαθούν να διατηρήσουν το αρχικό σχήμα και όγκο. Η επίλυση των προβλημάτων Αντοχής απαιτεί τον καθορισμό των εσωτερικών δυνάμεων και παραμορφώσεων. (α) P 1 (α) P 3 P 1 Το σχήμα είναι σε ισορροπία κάτω από την επίδραση των P 1, P 2, P 3 και P 4. P 2 (β) P 4 P 2 (β) 11

Υπολογισμός εσωτερικών φορτίων Για τον υπολογισμό των εσωτερικών φορτίων στο επίπεδο (α β) αφαιρείται το δεξί τμήμα. Για να παραμείνει η ισορροπία αναπτύσσονται εσωτερικά φορτία. Αυτά ουσιαστικά αντισταθμίζουν την επενέργεια των εξωτερικών φορτίων P 3 και P 4. Τα φορτία αυτά (τα εσωτερικά) για το όλο σώμα, παίζουν τον ρόλο των εξωτερικών φορτίων για το αριστερό τμήμα. Το σύνολο των δυνάμεων αυτών μπορεί να αναχθεί σε μια συνολική δύναμη ή σε ένα ζεύγος δυνάμεων ή πιο γενικά σε δυναμικά ζεύγη. 12

Διάφορα είδη απλών φορτίσεων 13

Αξονική φόρτιση Ελεύθερη ράβδος Πακτωμένη ράβδος Η πακτωμένη ράβδος είναι στατικά ισοδύναμη με την ελεύθερη ράβδο (δεξιά) που εφελκύεται από την δύναμη P 14

Η έννοια της τάσης (1/2) Η τάση γενικά είναι η δύναμη που ασκείται ανά μονάδα επιφάνειας και η οποία επενεργεί πάνω στο σώμα και μεταβάλλει το σχήμα ή τον όγκο του. Η τάση είναι διάνυσμα και έχει γενικά τα χαρακτηριστικά της δύναμης. μ Δ Γ Β P S Γ Β P S=σΑ Γ Β P ν Ανάπτυξη ορθών τάσεων σ κάθετα στην διατομή A A σ=s/a 15

Η έννοια της τάσης (2/2) Ανάπτυξη διατμητικών τάσεων τ πάνω στο επίπεδο της διατομής A 16

Τριαξονική ή χωρική εντατική κατάσταση τ 17

Η έννοια της ροπής (1/2) Η ροπή είναι η τάση μιας δύναμης να περιστρέψει ένα αντικείμενο γύρω από ένα άξονα. Μαθηματικά η ροπή δυνάμης ως προς σημείο ορίζεται ως το διανυσματικό φυσικό μέγεθος που έχει μέτρο ίσο προς το γινόμενο της δύναμης επί την (κάθετη) απόσταση της δύναμης από το σημείο. Κατά όμοιο τρόπο ροπή δυνάμεως ως προς άξονα είναι το διανυσματικό μέγεθος που έχει ως μέτρο το γινόμενο της δύναμης επί την (κάθετη) απόσταση της δύναμης από τον άξονα, και φορέα τον άξονα. Στο σχήμα είναι προφανές ότι το κλειδί περιστρέφεται ευκολότερα ασκώντας δύναμη στο σημείο Β. 18

Η έννοια της ροπής (1/2) Ο καλύτερος τρόπος ορισμού της ροπής είναι ως το εξωτερικό γινόμενο των διανυσμάτων F και r. Το μέτρο της ροπής είναι: M0 = r F= rf sinθ = Fd Για τη φορά της ροπής συνήθως χρησιμοποιείται ο κανόνας του δεξιού χεριού ή κανόνας της αντίστροφης φοράς του ρολογιού. Αυτοί οι κανόνες προσδιορίζουν την έννοια του δεξιόστροφου. Γενικά η σύμβαση είναι ότι οι ροπές που τείνουν να προκαλέσουν στροφή αντίθετη προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού θεωρούνται θετικές ενώ οι αντίστροφες αρνητικές. 19

Η έννοια της ροπής (2/2) Θέωρημα Varignon: «Η ροπή της συνισταμένης, ισούται με το άθροισμα των ροπών των συνιστωσών της». Η μαθηματική έκφραση του θεωρήματος είναι ως εξής: r (F + F +...) = r F + r F +... 1 2 1 2 20

Ροπή ζεύγους (περιστροφή) Δύο δυνάμεις που έχουν το ίδιο μέγεθος, κινούνται σε παράλληλους φορείς και έχουν αντίθετη φορά λέμε ότι σχηματίζουν ένα ζεύγος δυνάμεων. Το άθροισμα των ροπών των δύο αυτών δυνάμεων δεν είναι μηδενικό. Προφανώς οι δυνάμεις αυτές απλώς θα προκαλέσουν περιστροφή στο υλικό σώμα. Αν υπολογίσουμε τις ροπές ως προς ένα σημείο Ο (αρχή αξόνων) τότε θα έχουμε: Μ = rα F + rβ ( F) = ( rα rβ) F ( ) Όμως r r = r = ΑΒ- σημεία εφαρμογής δυνάμεων Α Β Άρα προκύπτει: Μ = r F *Eδώ Μ είναι η ροπή του ζεύγους που το μέτρο της είναι: rf sinθ = Fd

Συνθήκη Ισορροπίας ΔΕΣ Εάν έχουμε ένα σύστημα μη συντρεχουσών δυνάμεων P 1, P 2, P i το οποίο βρίσκεται πάνω σε ένα ορθογώνιο σύστημα αξόνων Oy τότε μεταφέρουμε όλες τις δυνάμεις ώστε η αρχή τους να είναι στο Ο και προσθέτουμε τις ροπές όλων των δυνάμεων ως προς το σημείο Ο. Οι εξισώσεις ισορροπίας του συστήματος μη συντρεχουσών δυνάμεων στο επίπεδο είναι P = 0, P = 0, M = 0 y O 22

Στήριξη δοκών και αντιδράσεις 23

Διάφορα είδη φορέων 24

Δομικά στοιχεία Ράβδος Δοκός Τόξο Δίσκος Χαρακτηρίζεται ένα σώμα που το μήκος του είναι συγκριτικά πολύ μεγαλύτερο από τις άλλες διαστάσεις και που καταπονείται σε εφελκυσμό ή θλίψη. Χαρακτηρίζεται ένα σώμα που το μήκος του είναι συγκριτικά πολύ μεγαλύτερο από τις άλλες διαστάσεις και που καταπονείται με εγκάρσιες δυνάμεις. Χαρακτηρίζεται μια δοκός με καμπύλο άξονα. Χαρακτηρίζεται ένα επίπεδο λεπτό σε σύγκριση με τις άλλες διαστάσεις του ελαστικό σώμα, που καταπονείται με δυνάμεις στο επίπεδό του. Πλάκα Χαρακτηρίζεται ένα λεπτό σε σύγκριση με τις άλλες διαστάσεις του ελαστικό σώμα που μεταβιβάζει και εγκάρσια προς το επίπεδό του φορτία. Κέλυφος Χαρακτηρίζεται ένα λεπτό σε σύγκριση με τις διαστάσεις του ελαστικό σώμα, που η μέση επιφάνειά του δεν είναι επίπεδη αλλά κυρτή. 25

Παράδειγμα Ισορροπίας ΔΕΣ (1/3) ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ: F = 0 A = N F = 0 A = P y M = 0 M = Pl A y A 26

Παράδειγμα Ισορροπίας ΔΕΣ (2/3) Όπου: N =αξονική (ορθή) τάση, V =διατμητική τάση, M =καμπτική ροπή 27

Παράδειγμα Ισορροπίας ΔΕΣ (2/3) l- ΔΕΣ (1) F F = 0 P V = 0 V y = 0 N M = 0 Pl + M V = 0 A M = Pl + P M = P ( l) = N = P ΔΕΣ (2) F F = 0 P V = 0 V y = 0 N M = 0 M Pl ( ) = 0 = M = P ( l) N = P 28

Παράδειγμα με βάρη (γερανός) Ένας γερανός έχει μάζα 1000 kg και σηκώνει ένα φορτίο μάζας 2400 kg. Στηρίζεται με μια απλή άρθρωση στο A και μία κύλιση στο B. Το κέντρο βάρους είναι στο G. Να βρείτε τις τιμές των αντιδράσεων στα A και B. Λύση 1. Κατασκευάζουμε το Δ.Ε.Σ. και μετατρέπουμε τις μάζες σε βάρη. 2. Προσδιορισμός του Β: Μ = 0 + B(1,5 m)-(9,81 kn)(2 m)-(23,5 kn) (6 m)=0 Α B = + 107,1 kn ( ) 3. Προσδιορισμός του A: F = 0 A + B= 0 A + 107,1 kn=0 A = 107,1 kn ( ) F = 0 A y 9,81 kn 23,5 kn=0 A = + 33,3 kn ( ) y y 29

Τέλος Ενότητας 30