Egy háromlábú állvány feladata. 1. ábra forrása:

Hasonló dokumentumok
Végein függesztett rúd egyensúlyi helyzete. Az interneten találtuk az [ 1 ] munkát, benne az alábbi érdekes feladatot 1. ábra. Most erről lesz szó.

Egymásra támaszkodó rudak

Felső végükön egymásra támaszkodó szarugerendák egyensúlya

A ferde tartó megoszló terheléseiről

Egy érdekes statikai feladat. Az interneten találtuk az [ 1 ] művet, benne az alábbi feladattal.

A magától becsukódó ajtó működéséről

Egy érdekes statikai - geometriai feladat

Tető - feladat. Az interneten találtuk az [ 1 ] művet, benne az alábbi feladatot és végeredményeit ld. 1. ábra.

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT (kidolgozta: Triesz Péter, egy. ts.; Tarnai Gábor, mérnöktanár)

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT Kidolgozta: Triesz Péter egy. ts. Négy erő egyensúlya, Culmann-szerkesztés, Ritter-számítás

T s 2 képezve a. cos q s 0; 2. Kötélstatika I. A síkbeli kötelek egyensúlyi egyenleteiről és azok néhány alkalmazásáról

Síkbeli csuklós rúdnégyszög egyensúlya

Ismét a fahengeres keresztmetszetű gerenda témájáról. 1. ábra forrása: [ 1 ]

Egy kinematikai feladathoz

A= a keresztmetszeti felület cm 2 ɣ = biztonsági tényező

A gúla ~ projekthez 2. rész

Egy érdekes mechanikai feladat

1. ábra forrása: [ 1 ]

Fa rudak forgatása II.

A visszacsapó kilincs működéséről

Rönk kiemelése a vízből

Két statikai feladat

Az eltérő hajlású szarufák és a taréjszelemen kapcsolatáról 1. rész. Eltérő keresztmetszet - magasságú szarufák esete

Ellipszis átszelése. 1. ábra

A kötélsúrlódás képletének egy általánosításáról

Fiók ferde betolása. A hűtőszekrényünk ajtajának és kihúzott fiókjának érintkezése ihlette az alábbi feladatot. Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

Aszimmetrikus nyeregtető ~ feladat 2.

Egy furcsa tartóról. A probléma felvetése. Adott az 1. ábra szerinti kéttámaszú tartó. 1. ábra

Vonatablakon át. A szabadvezeték alakjának leírása. 1. ábra

Rácsos szerkezetek. Frissítve: Egy kis elmélet: vakrudak

Forgatónyomaték mérése I.

X i = 0 F x + B x = 0. Y i = 0 A y F y + B y = 0. M A = 0 F y 3 + B y 7 = 0. B x = 200 N. B y =

Néhány véges trigonometriai összegről. Határozzuk meg az alábbi véges összegek értékét!, ( 1 ) ( 2 )

Az egyenes ellipszishenger ferde síkmetszeteiről

Lövés csúzlival. Egy csúzli k merevségű gumival készült. Adjuk meg az ebből kilőtt m tömegű lövedék sebességét, ha a csúzlit L - re húztuk ki!

Egy forgáskúp metszéséről. Egy forgáskúpot az 1. ábra szerint helyeztünk el egy ( OXYZ ) derékszögű koordináta - rendszerben.

A tűzfalakkal lezárt nyeregtető feladatához

Egy nyíllövéses feladat

A síkbeli Statika egyensúlyi egyenleteiről

Egy újabb térmértani feladat. Az [ 1 ] könyvben az interneten találtuk az alábbi érdekes feladatot is 1. ábra.

Egy általánosabb súrlódásos alapfeladat

Lépcső beemelése. Az interneten találkoztunk az [ 1 ] művel, benne az 1. ábrával.

Függőleges koncentrált erőkkel csuklóin terhelt csuklós rúdlánc számításához

Statika gyakorló teszt I.

Egy sajátos ábrázolási feladatról

Forogj! Az [ 1 ] munkában találtunk egy feladatot, ami beindította a HD - készítési folyamatokat. Eredményei alább olvashatók. 1.

Az igénybevételi ábrák témakörhöz az alábbi előjelszabályokat használjuk valamennyi feladat esetén.

Teletöltött álló hordó abroncs - feszültségeiről

Egy gyakorlati szélsőérték - feladat. 1. ábra forrása: [ 1 ]

A csavarvonal axonometrikus képéről

Szabályos fahengeres keresztmetszet geometriai jellemzőinek meghatározása számítással

A hordófelület síkmetszeteiről

Érdekes geometriai számítások Téma: A kardáncsukló kinematikai alapegyenletének levezetése gömbháromszögtani alapon

Gyakorlati útmutató a Tartók statikája I. tárgyhoz. Fekete Ferenc. 5. gyakorlat. Széchenyi István Egyetem, 2015.

A gúla ~ projekthez 1. rész

Az elliptikus hengerre írt csavarvonalról

A felcsapódó kavicsról. Az interneten találtuk az alábbi, a hajítás témakörébe tartozó érdekes feladatot 1. ábra.

Kosárra dobás I. Egy érdekes feladattal találkoztunk [ 1 ] - ben, ahol ezt szerkesztéssel oldották meg. Most itt számítással oldjuk meg ugyanezt.

Ellipszis vezérgörbéjű ferde kúp felszínének meghatározásához

Egy kötélstatikai alapfeladat megoldása másként

Egy geometriai szélsőérték - feladat

Egy rugalmas megtámasztású tartóról

A végeselem módszer alapjai. 2. Alapvető elemtípusok

A befogott tartóvég erőtani vizsgálatához II. rész

Példa: Normálfeszültség eloszlása síkgörbe rúd esetén

Egy mozgástani feladat

Egy kérdés: merre folyik le az esővíz az úttestről? Ezt a kérdést az után tettük fel magunknak, hogy megláttuk az 1. ábrát.

t, u v. u v t A kúpra írt csavarvonalról I. rész

A főtengelyproblémához

BME Gépészmérnöki Kar 3. vizsga (112A) Név: 1 Műszaki Mechanikai Tanszék január 11. Neptun: 2 Szilárdságtan Aláírás: 3

Statika gyakorló teszt II.

A hajlított fagerenda törőnyomatékának számításáról II. rész

Az arkhimédészi csőfelületről

Az igénybevételi függvényekről és ábrákról

Kocka perspektivikus ábrázolása. Bevezetés

Az elforgatott ellipszisbe írható legnagyobb területű téglalapról

Gyakorlat 04 Keresztmetszetek III.

Érdekes geometriai számítások 10.

Két körhenger általánosabban ( Alkalmazzuk a vektoralgebrát! ) 1. ábra

Figyelem! Csak belső és saját használatra! Terjesztése és másolása TILOS!

X = 0 B x = 0. M B = A y 6 = 0. B x = 0 A y = 1000 B y = 400

Az ötszög keresztmetszetű élszarufa kis elmozdulásainak számításáról

MECHANIKA I. rész: Szilárd testek mechanikája

Csuklós szerkezetek reakciói és igénybevételi ábrái. Frissítve: példa: A 12. gyakorlat 1. feladata.

Egy érdekes nyeregtetőről

Egy általános helyzetű lekerekített sarkú téglalap paraméteres egyenletrendszere. Az egyenletek felírása

Az egyszeres rálapolásról

A szabályos sokszögek közelítő szerkesztéséhez

Fénypont a falon Feladat

Az éjszakai rovarok repüléséről

Kiegészítés a három erő egyensúlyához

Egy újabb látószög - feladat

Egy újabb mozgásos felület - származtatási feladat

A 2016/2017. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló FIZIKA I. KATEGÓRIA. Javítási-értékelési útmutató

Egy másik érdekes feladat. A feladat

3. Az alábbi adatsor egy rugó hosszát ábrázolja a rá ható húzóerő függvényében:

Rugalmas láncgörbe alapvető összefüggések és tudnivalók I. rész

Navier-formula. Frissítve: Egyenes hajlítás

A fűrészáru száradása miatt fellépő méret - és alakváltozása meghatározásának egy újabb módszeréről

Szökőkút - feladat. 1. ábra. A fotók forrása:

Átírás:

1 Egy háromlábú állvány feladata Az interneten találtuk az alábbi versenyfeladatot 1. ábra Az egyforma hosszúságú CA, CB és CD rudak a C pontban gömbcsuklóval kapcsolódnak, az A, B, D végükön sima vízszintes síkra támaszkodnak. A rudakat a közepükön lévő A 1, B 1, D 1 pontokban kötelekkel kötjük össze, melyek hossza fele a rudak hosszának. Határozzuk meg a kötelekben ébredő húzóerő nagyságát, ha a rudak homogének és M tömegűek! 1. ábra forrása: http://www.teoretmeh.ru/olimp.htm Most ezt oldjuk meg. Ehhez tekintsük a 2. ábrát is! 2. ábra Erről a következőket olvashatjuk le: ~ a háromláb mind a négy csúcsa szabályos háromszögek csúcsai; ~ a szerkezet globális egyensúlyi feltétele alapján a támaszerők nagysága egyenlő a rudak súlyával; ~ az egy rúdra ható K kötélerők R eredője a háromláb függőleges szimmetriasíkjában hat.

2 A 2. ábra jobb felső ábrarésze alapján egy rúdra két erőpár működik, melyek egyensúlya alapján: ( 1 ) A 2. ábra jobb alsó ábrarésze alapján, koszinusz - tétellel: Most ( 1 ) és ( 2 ) - vel: ( 2 ) ( 3 ) Ezután a 2. ábra bal oldali ábrarésze alapján: ( 4 ) Most az ATC derékszögű háromszögből Pitagorász tételével, ( 4 ) - gyel is: ( 5 ) Majd ( 4 ) és ( 5 ) szerint: ( 6 ) Ezután ( 3 ) és ( 6 ) - tal: ( 7 ) Tehát a kötelekben a ( 7 ) szerinti nagyságú erő ébred. Első kiegészítésként határozzuk meg a 2. ábrán bejelölt ϕ és α szögek nagyságát is! Ismét a 2. ábra bal oldali ábrarésze alapján ( 6 ) - tal:

3 ( 8 ) majd ( 8 ) - cal is: ( 9 ) Második kiegészítésként írjuk le a rudak ( egyező ) igénybevételeit! Ehhez tekintsük a 3. ábrát! Itt azt mutatjuk meg, hogyan vesszük fel az egyenletesen megoszló súlyterhelés f intenzitását, hogyan bontjuk fel azt rúdra merőleges q és rúdirányú n összetevőkre, valamint ugyanezt a koncentrált G és R erőkre is. Az ( 1 ) és ( 6 ) képletekkel: ( 10 ) 2. ábra Most az 1. ábra és ( 5 ) alapján: ( 11 )

4 hasonlóan, ( 4 ) - gyel is: ( 12 ) A következő teendő: az igénybevételi függvények és ábráik előállítása. Kezdjük az N ( x ) normálerő - ábrával! Ehhez tekintsük a 3. ábrát is! 3. ábra Egyensúlyi egyenlettel az I. szakaszon: figyelembe véve, hogy ( 13 ) ( 14 ) ( 13 ) és ( 14 ) - gyel: ( 15 ) most ( 11 ) és ( 15 ) szerint: ( 16 )

5 Egyensúlyi egyenlettel a II. szakaszon: ( 17 ) most ( 10 ), ( 11 ), ( 12 ), ( 14 ) és ( 17 ) - tel: ( 18 ) A ( 16 ) és a ( 18 ) képletek alapján, G = 1000 N, l = 10 m ( A ) adatokkal készült a 4. ábra 4. ábra Folytassuk a Q( x ) nyíróerő - ábrával! A nyíróerő - függvény felállításához egyensúlyi egyenletet alkalmazunk ld.: 5. ábra! Az I. tartószakaszra: ( 19 ) ámde: ( 20 )

6 5. ábra így ( 19 ) és ( 20 ) - szal: ( 21 ) most ( 12 ) és ( 21 ) - gyel: ( 22 ) A II. tartószakaszra, szintén az 5. ábra alapján: ( 23 ) most ( 10 ), ( 11 ), ( 12 ), ( 20 ) és ( 23 ) - mal: ( 24 ) Az ( A ), ( 22 ) és ( 23 ) - mal készült nyíróerő - ábra a 6. ábrán szemlélhető meg.

7 6. ábra 7. ábra Most jöjjön a nyomatéki ábra! Az I. tartószakaszra az 5. ábra szerint: ( 25 )

8 majd ( 20 ) és ( 25 ) - tel: ( 26 ) ezután ( 12 ) és ( 26 ) - tal: ( 27 ) Az II. tartószakaszra az 5. ábra szerint: ( 28 ) most ( 10 ), ( 20 ) és ( 28 ) - cal: ( 29 ) majd ( 11 ), ( 12 ) és ( 29 ) - cel: ( 30 ) Az ( A ), ( 27 ) és ( 30 ) - cal készült nyomatéki ábra a 7. ábrán szemlélhető. Ezzel a kiegészített feladatot is megoldottuk. Megjegyzések: M1. Egy további kiegészítés lehetne a feszültségek vizsgálata. Ez még az elsőrendű, azaz az alakváltozásoknak az igénybevételekre gyakorolt hatását figyelembe nem vevő elmélet alapján dolgozva is okozhatna gondokat. M2. A feladat jellegéből adódóan itt nemigen lehet sok mindent elhanyagolni;

9 pl. a rudak önsúlyát biztosan nem, hiszen a K kötélerőt éppen a G = Mg önsúlyterhek okozzák. Ennek megfelelően pl. az n normális megoszló terhelést sem hanyagolhatjuk el, amivel karcsú rudak esetében főként egy másodrendű elmélettel való számítás lehet esedékes. M3. Az igénybevételi ábrák jellege ugyanaz mindaddig, amíg elsőrendű elmélettel dolgo - zunk mint ahogy itt is tettük. Ennek megfelelően az ( A ) adatokat tisztán kényelmi szempontok szerint vettük fel, azért, hogy a Graph függvényábrázoló programot működ - tetni tudjuk. Ezt azért említjük, mert valójában az alábbi úton kellett volna járnunk: ~ a rúd súlya: G = Mg ; ~ a rúd tömege: M = Vρ, ahol ρ: a homogén rúd anyagának sűrűsége; ~ a rúd térfogata: V = Al ; ~ a rúd keresztmetszeti területe pl. téglalap keresztmetszeti síkidom esetén : A = bh. Ezek szerint egy téglalap keresztmetszetű rúd súlya: G = bhlρg. Ez a körülmény főként az itt nem folytatott szilárdsági számítások miatt válhat fontossá, hiszen a keresztmetszeti jellemzők a keresztmetszet alakjának függvényei, így egyáltalán nem mindegy, hogy kör vagy téglalap keresztmetszetű rúd feszültségi állapotát tanulmá - nyozzuk. Egyébként a rúd anyaga megválasztásának fontosságát sem feledhetjük! Ezek után vizsgáljuk meg, hogy fa gerendák egy adott esetében hová jutnánk! A példa egy légszáraz állapotú bükkfa gerenda, melynek adatai az alábbiak: ρ = 714 kg / m 3 ; l = 10 m ; b = 0,10 m ; h = 0,14 m ; g = 10 m / s 2. Ezekkel: G = bhlρg = 0,10 m x 0,14 m x 10 m x 715 kg / m 3 x 10 m / s 2 = 1001 N 1000 N. Élünk a gyanúperrel, hogy ez a gerenda igencsak karcsú lenne, deformációja pedig akár szabad szemmel is látható lehetne ami sok esetben nem igazán szerencsés körülmény. M4. A normálerő - ábrát a rúd felső vége felől kezdtük el felépíteni. Így volt kézenfekvő. M5. Az eredeti feladat egy versenyfeladat. Vajon mennyi időt adtak / kaptak rá? Bár a szimmetria jelentősen megkönnyíti a megoldást, azért bőven van lehetőség a rontásra. M6. Talán nem tűnik fel, de mostanában már nem nagyon igyekszünk az igénybevételi ábrákat gyalog előállítani. A Graph rajzoló - program megteszi ezt nekünk; ennek az az ára, hogy jól kell felírnunk és alkalmaznunk az igénybevételi függvények képleteit. Nem rossz üzlet, főleg, ha megértettük, hogy elértük a határainkat már ami a kézi ábra - készítést illeti. M7. Egy ténylegesen megvalósított esetben a C gömbcsuklós kapcsolat nem biztos,

10 hogy valóban gömbcsuklós lenne. Talán három hengeres csappal is jól elboldogulnánk. A 8. ábra szerinti háromláb fejkialakítása éppen ilyen. 8. ábra forrása: https://s-media-cacheak0.pinimg.com/originals/52/26/32/522632fbba3e87d75d61ee012e99701f.jpg 9. ábra forrása: https://telescopes.net/store/mounts-tripods/mounts/telescopetripods/stellarvue-surveyors-tripod.html

11 M8. A 9. ábrán látható egy a feladatunkban mondotthoz hasonló típusú láncos rögzítés. Nem lehet túl gyakori megoldás, mert sokáig kellett keresnünk, míg rátaláltunk. M9. Ha már szóba hoztuk a kivitelezési kérdéseket, eszünkbe juthat, hogy értelme lehet nem csak kötéllel, hanem nyomásra is ellenálló rúddal dolgozni. Az érdeklődő Olvasó végiggondolhatja, hogy mi változna ezzel. Sződliget, 2017. december 18. Összeállította: Galgóczi Gyula mérnöktanár