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

Hasonló dokumentumok
Felső végükön egymásra támaszkodó szarugerendák egyensúlya

Egy érdekes statikai - geometriai feladat

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

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

Egy háromlábú állvány feladata. 1. ábra forrása:

Forgatónyomaték mérése I.

Rönk kiemelése a vízből

Az egyenes ellipszishenger ferde síkmetszeteiről

Ellipszis átszelése. 1. ábra

Síkbeli csuklós rúdnégyszög egyensúlya

A magától becsukódó ajtó működéséről

Egy általánosabb súrlódásos alapfeladat

Vonatablakon át. A szabadvezeték alakjának leírása. 1. ábra

Egymásra támaszkodó rudak

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

Fa rudak forgatása II.

A gúla ~ projekthez 2. rész

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

w u R. x 2 x w w u 2 u y y l ; x d y r ; x 2 x d d y r ; l 2 r 2 2 x w 2 x d w 2 u 2 d 2 2 u y ; x w u y l ; l r 2 x w 2 x d R d 2 u y ;

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

A tűzfalakkal lezárt nyeregtető feladatához

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

A főtengelyproblémához

1. ábra forrása: [ 1 ]

A síkbeli Statika egyensúlyi egyenleteiről

Függőleges koncentrált erőkkel csuklóin terhelt csuklós rúdlánc számításához

Egy sajátos ábrázolási feladatról

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

A szabályos sokszögek közelítő szerkesztéséhez

A ferde tartó megoszló terheléseiről

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

Rugalmas láncgörbe alapvető összefüggések és tudnivalók I. rész

Érdekes geometriai számítások 10.

Ehhez tekintsük a 2. ábrát is! A födém és a fal síkját tekintsük egy - egy koordinátasíknak, így a létra tömegközéppontjának koordinátái: ( 2 )

Kerekes kút 2.: A zuhanó vödör mozgásáról

A visszacsapó kilincs működéséről

A kerekes kútról. A kerekes kút régi víznyerő szerkezet; egy gyakori változata látható az 1. ábrán.

Egy mozgástani feladat

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

Az elliptikus hengerre írt csavarvonalról

Két statikai feladat

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

Szabályos fahengeres keresztmetszet geometriai jellemzőinek meghatározása számítással

Az elforgatott ellipszisbe írható legnagyobb területű téglalapról

Egy kötélstatikai alapfeladat megoldása másként

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

Egy kinematikai feladathoz

Egy másik érdekes feladat. A feladat

Ellipszis vezérgörbéjű ferde kúp felszínének meghatározásához

Kiegészítés a három erő egyensúlyához

Hely és elmozdulás - meghatározás távolságméréssel

A gúla ~ projekthez 1. rész

Egy újabb látószög - feladat

Egy érdekes mechanikai feladat

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

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

Poncelet egy tételéről

A loxodrómáról. Előző írásunkban melynek címe: A Gudermann - függvényről szó esett a Mercator - vetületről,illetve az ezen alapuló térképről 1. ábra.

A hordófelület síkmetszeteiről

Fénypont a falon Feladat

Aszimmetrikus nyeregtető ~ feladat 2.

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

A kötélsúrlódás képletének egy általánosításáról

További adalékok a merőleges axonometriához

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

Egy kinematikai feladat

A lengőfűrészelésről

Egy geometriai szélsőérték - feladat

Egy sík és a koordinátasíkok metszésvonalainak meghatározása

Egy rugalmas megtámasztású tartóról

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

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

Befordulás sarkon bútorral

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

Kerekes kút 4.: A zuhanó vödör fékezéséről. A feladat. A megoldás

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 =

Egy újabb cérnás feladat

A fák növekedésének egy modelljéről

Keresztezett pálcák II.

Egy felszínszámítási feladat a tompaélű fagerendák témaköréből

A térbeli mozgás leírásához

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

Egy érdekes nyeregtetőről

Az ötszög keresztmetszetű élszarufa kis elmozdulásainak számításáról

A merőleges axonometria néhány régi - új összefüggéséről

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

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

A csavarvonal axonometrikus képéről

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

A hajlított fagerenda törőnyomatékának számításáról II. rész

Kecskerágás már megint

Egy nyíllövéses feladat

A Cassini - görbékről

Csúcsívek rajzolása. Kezdjük egy általános csúcsív rajzolásával! Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

Rönk mozgatása rámpán kötelekkel

Két naszád legkisebb távolsága. Az [ 1 ] gyűjteményben találtuk az alábbi feladatot és egy megoldását: 1. ábra.

Henger és kúp metsződő tengelyekkel

Az éjszakai rovarok repüléséről

A konfokális és a nem - konfokális ellipszis - seregekről és ortogonális trajektóriáikról

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

Átírás:

1 Végein függesztett rúd egyensúlyi helyzete Az interneten találtuk az [ 1 ] munkát, benne az alábbi érdekes feladatot 1. ábra. Most erről lesz szó. A feladat Ehhez tekintsük a 2. ábrát is! 1. ábra forrása: [ 1 ] 2. ábra Egy W súlyú, l hosszúságú rudat a végeihez csatlakozó kötelekkel függesztünk fel, úgy, hogy a köteleket egy - egy sima csigán vetjük át, szabad végüket pedig az egyforma P nagyságú súlyokkal terheljük meg. Határozzuk meg a rúd tengelyének a vízszintessel bezárt β szögét, a rúd egyensúlyi helyzetében! A megoldás A rúd C súlypontja az A és B végeitől a és b távolságra helyezkedik el, így fennáll a nyilvánvaló ( 1 )

2 kapcsolat. Most tekintsük a 3. ábrát! 3. ábra Itt a részeire bontott, minden részében nyugalmi egyensúlyban lévő szerkezetet tüntettük fel. Itt csak a rúd ferdeségét megadó β szög meghatározásával foglalkozunk. Ezt a rúdra vonatkozó egyensúlyi egyenletek felírásával végezzük. Vízszintes vetületi egyenlettel: ( 2 ) ámde: így ( 2 ) és ( 3 ) - mal: Most ( 2 ), ( 3 ) és ( 4 ) szerint: Függőleges vetületi egyenlettel: ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ámde ( 4 ) - gyel is:

3 azaz: Most ( 6 ) és ( 7 ) - tel: ( 7 ) ( 8 ) Nyomatéki egyenlet a B végpontra: rendezve: ( 9 ) ( 10 ) most ( 5 ), ( 7 ) és ( 10 ) - zel: ( 11 ) ámde ( 8 ) - ból: ( 12 ) így ( 11 ) és ( 12 ) - vel:

4 innen: ( 13 ) Áttérve az inverz függvényre: ( 14 ) A ( 14 ) képlet majdnem egyezik az 1. ábrán láthatóval. További átalakításokat végzünk; ( 13 ) - mal: tehát: ( 15 ) most ( 8 ) és ( 15 ) - tel: ( 16 ) innen: ( 17 ) Ezzel a feladatot megoldottuk, hiszen annak kiírása így fest: Adott: a, b, W, P; Keresett: β. ( 17 ) - ből leolvasható, hogy ~ ~ ~ ( 8 ) - ból és ( 17 ) - ből kiolvasható, hogy gyakorlatilag kell, hogy a ( 18 ) reláció fennálljon, így a kiírásban P nem lehet teljesen tetszőleges.

5 Megjegyzések: M1. A ( 18 ) korlátozást tekinthetjük a szerkezet erőtani működési feltételének is. Meglehet, hogy a ( 8 ) - ból adódó ( 19 ) összefüggés alapja lehet egy ( 20 ) szerinti további geometriai korlátozó feltételnek. Ugyanis nem feledhetjük, hogy a gerendát kötelek függesztik, melyek hossza véges, továbbá hogy az egész szerkezetnek helyigénye is van. Már csak ezért sem érdemes túl meredek kötelekkel dolgozni. Ugyanakkor a vízszinteshez közeli függesztőkötél - helyzetek sem szerencsések, mert ekkor a kötélerők igen nagyok lehetnek, ezzel pedig a gerenda igénybevételei is. A nagy kötélerők a további felfüggesztő elemekben is nagy erőket ébresztenek, melyek felvétele komolyabb szerkezetet igényelhet, ami pedig többletköltségeket okozhat. Például egy sem nem túl lapos, sem nem túl meredek kötélhajlásszög: α = 45. Ekkor ( 8 ) - cal: ( 18 ) - nak is megfelelően. M2. A 2. és 3. ábrán a β > 0 esetet szemléltettük. M3. Úgy tűnik, hogy a fenti feladat viszonylag könnyen továbbfejleszthető. Egy ilyen lehetőség az alábbi. Ehhez tekintsük a 4. ábrát is! 4. ábra Itt azt szemlélhetjük, hogy az AC gerenda közepén van a C 0 súlypontja, itt hat a G súlyereje. Emellett a középtől x távolságra hat egy F erő is. A G és F erők eredője R.

6 A függesztő kötelek végén Q súlyerő hat. A feladat ugyanaz, mint korábban, azaz: Adott: a, b, R, Q ; Keresett: β. Megoldásához meghatározzuk az újabb a, b, Q mennyiségeket. Az R eredő R nagysága vetületi egyenlettel: ( 21 ) Az R eredő hatásvonalának helyzete nyomatéki egyenlettel: ( 22 ) most ( 21 ) és ( 22 ) - vel: tehát: ( 23 ) Majd ( 1 ) és ( 22 ) - vel: tehát: ( 24 ) Ezután ( 8 ) itteni megfelelője W R, P Q betűcserével: ( 25 ) Majd ( 17 ) itteni megtfelelője: ( 26 ) most ( 1 ), ( 23 ) és ( 24 ) - gyel:. ( 27 ) Majd ( 21 ), ( 26 ), ( 27 ) - tel:

7 ( 28 ) bevezetve a ( 29 ) új változót, ( 28 ) és ( 29 ) - cel kapjuk, hogy ( 30 ) ( 18 ) és ( 19 ) helyére ezek lépnek: ( 31 ) Egy számpéldához adatok, figyelve ( 31 / 1 ) - re is: G = 1000 N ; F = 750 N ; Q = 1500 N. ( A ) Most ( 30 ) és ( A ) - val: ( 30* ) 5. ábra

8 A ( 30* ) függvény ( türkiz ) grafikonját az 5. ábra mutatja. Berajzoltuk az origóbeli ( lila ) érintőt is. Látható, hogy a ( 30* ) kapcsolat közel lineáris. Eszerint: ha a gerenda közepétől elmozdítjuk az F erőt, akkor a gerenda billenése az elmozdítással közel ará - nyosan alakul. M4. Javasoljuk, hogy az Olvasó gondolja végig: mi lehet az oka, hogy a ( 14 ) képlet nem pontosan egyezik az 1. ábrán láthatóval. Forrás: [ 1 ] Isaac Todhunter: Treatise on analytical statics, with numerous examples 5. kiadás, Macmillan, London, 1887. Sződliget, 2018. december 6. Összeállította: Galgóczi Gyula mérnöktanár