практические. методичка по ТМ. Методическое пособие по выполнению практических заданий учебной дисциплины Техническая механика

• Название: Методическое пособие по выполнению практических заданий учебной дисциплины Техническая механика
• Анкор: практические
• Дата: 25.01.2021
• Размер: 1.99 Mb.
• Имя файла: методичка по ТМ.docx
• Тип: Методическое пособие; #171298
• страница: 2 из 12

ТЕМА: Центр тяжести.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Определение положения центра тяжести сложных плоских фигур.

Цель работы:

1. Закрепить теоретические знания по определению центра тяжести простейших сечений ( прямоугольника, круга, полукруга, треугольника).

2. Приобрести практические навыки по определению положения центра тяжести для простейших сечений (прямоугольника, круга, полукруга, треугольника).

3. Отработать первичные практические навыки по определению центра тяжести плоских, сложных сечений.

4. Углубить, систематизировать, обобщить теоретические знания по теме.

Задание.1. Определить положение центра тяжести сложной фигуры аналитическим путем.



10



Ø10




40










10




15






30


Задание.2Для заданных плоских симметричных сечений,

составленных из профилей стандартного проката определить:

1. 
   Положение центра тяжести;
   

Данные своего варианта взять из таблицы к ПЗ №3

а )	б )
Схемы к задаче ПЗ № 2

Таблица ПЗ №3

№ двутавра	30	20	18	22	27	№ швеллера	Полоса, h×b, мм
№ варианта и данные к задаче	01	02	03	04	05	12	14010
	06	07	08	09	10	14	15012
	11	12	13	14	15	20	16012
	16	17	18	19	20	22	16010
	21	22	23	24	25	24	15010
	26	27	28	29	30	30	30016
	31	32	33	34	35	16	42020

Обратите внимание, что, все геометрические параметры швеллера даны в ГОСТ при вертикальном положении его стенки. При повороте швеллера на угол 90⁰, все его геометрические параметры заданные относительно оси Х меняются на параметры заданные относительно оси У.
ХОД РАБОТЫ

1. 
   Сделать чертёж (эскиз), согласно выданного задания, плоского сложного сечения.
   
2. 
   Разбить заданное сечение на простейшие сечения (прямоугольник, круг, полукруг, треугольник)
   
3. 
   Определить центры тяжести простейших сечений.
   

а) выписать из таблиц ГОСТа для каждого стандартного профиля необходимые справочные данные (h; b; d; A; для швеллера z₀) или определить площадь простого сечения;

б) определить координаты центров тяжести простых сечений относительно выбранных осей координат;

в) определить статические моменты площади простых сечений;

4. 
   Определить центр тяжести сложного сечения.
   
5. 
   Показать, согласно определенных координат, центр тяжести сложного
   

плоского сечения на чертеже (эскизе).

6. 
   Оформить отчёт.
   

НОРМА ВРЕМЕНИ: 2 часа

МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ: учебный кабинет «Техническая механика».

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА:

• 
  Инструкционная карта.
  
• 
  Калькулятор.
  
• 
  Чертежные принадлежности.
  
• 
  Индивидуальное задание.
  

ЛИТЕРАТУРА:

1.А.А. Эрдеди «Теоретическая механика. Сопротивление материалов» 2007 г. §8.2-8.4

2.В.П. Олофинская « Техническая механика» стр. 146-151.


Теоретическое обоснование:

Центр тяжести – это геометрическая точка, которая может быть расположена и вне тела (например диск с отверстием, полый шар и т.п.). Большое практическое значение имеет определение центра тяжести тонких плоских однородных пластин. Их толщиной обычно можно пренебречь и считать, что центр тяжести расположен в плоскости. Если координатную плоскость ХОУ совместить с плоскостью фигуры, то положение центра тяжести определяется двумя координатами:

X_c = =

Y_c = =

Где А_i – площадь части фигуры, мм²

Х_i, Y_i – координаты центра тяжести частей фигуры, мм.

Сложную плоскую фигуру



Можно рассмотреть как совокупность простых фигур как треугольника двух прямоугольников и полукруга. Причём полукруг вырезается. Проведя систему координат ХОУ, для каждой простой фигуры определяем координаты центра тяжести.


С₁ = ( h; ); С₂ = ( h+ ) ;

С₃ = ( h+ а + ; ) ; С₄ = ( h + ; + ) ;

Площади этих фигур плоских соответственно определяются по формулам треугольника:

A_I = а h

первого прямоугольника А₂ = а²

второго прямоугольника А₃ = b· H

полукруга А₄=(r²)/2

Площадь полукруга берётся со знаком минус, т.к. эта плоская фигура вырезается( удаляется) из общей площади плоской фигуры т.е. это площадь отверстия.

Координаты центра тяжести вычисляются по приведённым выше формулам.

Задание 1: Определить положение центра тяжести фигуры (макеты фигур выдаются преподавателем индивидуально).

Установка для испытания.

Установка для опытного определения координат центра тяжести способом подвешивания состоит из вертикальной стойки (1) к которой прикреплена игла (2). Плоская фигура (3) изготовлена из картона, жести или другого материала, в котором легко проколоть отверстие.

Отверстия А и В прокалываются в произвольно расположенных точках (лучше наиболее удалённом расстоянии друг от друга). Плоская фигура подвешивается на иглу сначала в точке А, а потом в точке В. С помощью отвеса (4), закреплённого на той же игле, на фигуре прочёркивают карандашом вертикальную линию, соответствующую нити отвеса. Центр тяжести с фигуры будет находиться в точке пересечения вертикальных линий, нанесённых при подвешивании фигуры в точках А и В.



Ознакомиться с устройством установки для определения центра тяжести плоской фигуры.

Начертить фигуру сложной формы, согласно варианту задания и проставить её размеры.

Провести на чертеже плоской фигуры оси координат так, чтобы они охватили всю фигуру. Разбить сложную фигуру на простые части.

Определить площадь и координаты центра тяжести каждой простой фигуры относительно выбранной системы координат. Данные записать в таблицу отчёта. Вычислить координаты центра тяжести всей фигуры аналитическим путём.

Изготовить эту фигуру из тонкого картона или фанеры в масштабе 2:1. Подвесить фигуру сначала в одной точке (отверстии), прочертить карандашом линию, совпадающую с нитью отвеса. То же повторить при подвешивании фигуры в другой точке.

Найти положение, определённого опытным путём, центра тяжести фигуры и учтя масштаб изготовленной фигуры, проанализируйте совпадение центров тяжести, полученного опытным и аналитическими способами. Они должны совпасть.

Форма организации работы: звеньевая (звено – 2 человека)

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

Тема: Работа и мощность.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Определение характеристик работы и мощности.
Цели работы:

1. Закрепление теоретических знаний по теме.

2. Научиться определять полезную, затраченную работу и мощности.

3. Научиться определять силы, вызывающие то или иное перемещение.
ЗАДАНИЕ. Решить задачи по заданному варианту и выбрать правильные ответы.
НОРМА ВРЕМЕНИ: 2 часа

МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ:учебный кабинет «Техническая механика».

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА:

• Индивидуальная карта.

• Калькулятор.

• Чертежные принадлежности.

Варианты правильных ответов:

Таблица №5

№ карточек	Правильные коды
1	2; 3; 1; 2; 5.
1-А	2; 3; 1; 2; 5.
2	5; 3; 4; 2; 1.
3	5; 3; 4; 2; 1.
4	3; 2; 4; 4; 4.
5	1; 1; 5; 2; 1.
6	4; 2; 3; 1; 5.
7	5; 3; 3; 2; 1.
8	4; 2; 5; 1; 3.
9	3; 4; 2; 5; 1.
10	1; 2; 2; 2; 4.

Карточка № 1

Тема: «Работа, мощность»

№вопросов	Вопросы	Ответы	Код
1	Лебедкой поднимают груз массой 300 кг.со скоростью 0,5 м/с. Мощность двигателя 2 кВт. Определить общийк.п.д. механизма.	0,072	1
		0,076	2
		0,935	3
		0,748	4
		0,625	5
2	Определить величину тормозной силы, за 4с. его скорость упала с 12 м/с. до 4 м/с. Сила тяжести – 104 н.	6,3н	1
		5,55н	2
		21,2н	3
		10,16н	4
		8,36н	5
3	Чему равна работа сил, приложенных к прямолинейно движущемуся телу, если его скорость увеличилась с15 м/с. до 25 м/с. Масса тела 1000 кг.	20 кДж	1
		11,23 кДж	2
		75 кДж	3
		112,5 кДж	4
		35,7 кДж	5
4	Сплошной однородный цилиндр массой m вращается относительно своей оси продольной. От чего зависит значение момента инерции цилиндра? Ɩ и r-длина и радиус цилиндра.	Только отr	1
		От m и r	2
		От Ɩ и m	3
		От Ɩ и r	4
		От Ɩ; r и m	5
5	Под действием вращающего момента м=200 н. м. колесо вращается равноускоренно из состояния покоя и за 4с. его скорость достигла 320 об/мин. Определить момент инерции колеса	33 кг.м2	1
		108 кг.м2	2
		96 кг.м2	3
		48 кг.м2	4
		23,8 кг.м2	5

Карточка № 1 – «А»