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

Hasonló dokumentumok
Egy rugalmas megtámasztású tartóról

Fa rudak forgatása II.

Egy általánosabb súrlódásos alapfeladat

Egymásra támaszkodó rudak

Felső végükön egymásra támaszkodó szarugerendák egyensúlya

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

Egy háromlábú állvány feladata. 1. ábra forrása:

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

Az ötszög keresztmetszetű élszarufa kis elmozdulásainak számításáról

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

Egy érdekes statikai - geometriai feladat

A síkbeli Statika egyensúlyi egyenleteiről

A ferde tartó megoszló terheléseiről

Szabályos fahengeres keresztmetszet geometriai jellemzőinek meghatározása számítással

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

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

Egy érdekes mechanikai feladat

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

Rugalmas láncgörbe alapvető összefüggések és tudnivalók I. rész

Ellipszis átszelése. 1. ábra

A magától becsukódó ajtó működéséről

Síkbeli csuklós rúdnégyszög egyensúlya

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

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

A főtengelyproblémához

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

Az ötszög keresztmetszetű élszarufa keresztmetszeti jellemzőiről

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

Egy kinematikai feladathoz

Az elliptikus hengerre írt csavarvonalról

A befogott tartóvég erőtani vizsgálatához II. rész

A mozgásmódszerről II.

Forgatónyomaték mérése I.

Függőleges koncentrált erőkkel csuklóin terhelt csuklós rúdlánc számításához

Az egyenes ellipszishenger ferde síkmetszeteiről

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

Egy érdekes nyeregtetőről

Rönk kiemelése a vízből

Az R forgató mátrix [ 1 ] - beli képleteinek levezetése: I. rész

A torokgerendás fedélszerkezet erőjátékáról 2. rész

Egy kinematikai feladat

A lengőfűrészelésről

Poncelet egy tételéről

Keresztezett pálcák II.

Aszimmetrikus nyeregtető ~ feladat 2.

A gúla ~ projekthez 2. rész

A hordófelület síkmetszeteiről

1. ábra forrása: [ 1 ]

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

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

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

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

Vontatás III. A feladat

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

A kötélsúrlódás képletének egy általánosításáról

Példa: Normálfeszültség eloszlása síkgörbe rúd esetén

A csavarvonal axonometrikus képéről

Egy másik érdekes feladat. A feladat

Kiegészítés a három erő egyensúlyához

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

Befordulás sarkon bútorral

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

Egy mozgástani feladat

Ellipszis vezérgörbéjű ferde kúp felszínének meghatározásához

A kardáncsukló kinematikája I. A szögelfordulások közti kapcsolat skaláris levezetése

Az elforgatott ellipszisbe írható legnagyobb területű téglalapról

Néhány feladat a ferde helyzetű kéttámaszú tartók témaköréből

Egy geometriai szélsőérték - feladat

Két statikai feladat

Ellipszis perspektivikus képe 2. rész

Egy nyíllövéses feladat

Henger és kúp metsződő tengelyekkel

Egy sajátos ábrázolási feladatról

Egy kötélstatikai alapfeladat megoldása másként

Egy felszínszámítási feladat a tompaélű fagerendák témaköréből

Kecskerágás már megint

Az egyszeres feszítőmű erőjátékáról

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

A középponti és a kerületi szögek összefüggéséről szaktanároknak

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

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.

A visszacsapó kilincs működéséről

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

A tűzfalakkal lezárt nyeregtető feladatához

Az egyszeresen aláfeszített gerendáról

Pere Balázs október 20.

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

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

Az egyszeres rálapolásról

Az éjszakai rovarok repüléséről

A közönséges csavarvonal érintőjének képeiről

Vasbetonszerkezetek II. Vasbeton lemezek Rugalmas lemezelmélet

Egy csonkakúp alakú farönk behajlása a saját súlya alatt

MECHANIKA I. rész: Szilárd testek mechanikája

A Cassini - görbékről

Karimás csőillesztés

1. ábra forrása:

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

A szabályos sokszögek közelítő szerkesztéséhez

Átírás:

Egy furcsa tartóról Az alábbi probléma ha jól emlékszem tanulói felvetés, melyet tanáruk volt kol - légánk G. A. továbbított. ( Üdv Néked, Nagy Király! ) Hogy a probléma valós - e vagy mondvacsinált, azt mindenki saját maga eldöntheti az tény, hogy a tanítás során néha felvetődnek ilyen kérdések is, melyek megválaszolása talán nem is annyira egyszerű. A probléma felvetése Adott az. ábra szerinti kéttámaszú tartó.. ábra A kérdés: ha a = l, akkor A = 0 de egy ilyen tartó elgondolt alakváltozása érzésből ilyen. ábra.. ábra Ekkor azonban a bal oldali tartóvég rálógna az A támaszra, így ott feltámaszkodna, vagyis nem lehetne ilyen a deformált tartó tengelyvonalának alakja. Mi az ellentmondás ha van egyáltalán!, és mi a feloldása? A megoldás Úgy tűnik, a tanulói felvetés értelmes. Gondoljunk csak pl. a kötéltáncosra, aki egy hosszú rudat fog középtájon és azzal egyensúlyoz. De ha ez nem elég, akkor képzeljük azt, hogy a homogén, prizmatikus, egyenes rudat pontosan középen egy kötélre felfüg - gesztjük. Látjuk, hogy a probléma valódi, azaz tényleg megvalósulhat a. ábra szerinti eset. Tudjuk, hogy a. ábra szerinti deformáció is valósághű, a szimmetria miatt is. Ez esetben a bal oldali tartóvég tényleg rálóg az A támaszra. És mit csinál ekkor a tartó?

Elfordítja magát egy α szöggel, és ebben a helyzetben marad egyensúlyban. Eközben a gerenda bal oldali vége halványan érinti az A támaszt. Hogy ez hogyan történhet meg? Úgy pl., hogy a B csukló nem teljesen súrlódásmentes, és így egy kis ellenálló nyomatékot ki tud fejteni, az elfordulást megakadályozva. Hasonlóan a játszó - téri libikókához / mérleghintához. ábra.. ábra A. ábra szerint: ha α szögben, támaszkodás nélkül megáll a libikóka, akkor fennáll az M csap G hsin ( ) összefüggés. Ha nem, akkor a libikóka elforog, a földnek ütközik, azaz fellép egy ( kis ) támasztóerő is. Ha az. ábra szerinti tartó a = l esetében B körül α szöggel elfordul, az óramutató járásának megfelelően, akkor ha kevés a csapsúrlódás nyomatéka egy igen kicsi A reakcióerő elég lehet már az egyensúlyban tartáshoz, a további elfordulás megakadályozásához. Ekkor valószínűleg még fennáll az A 0 összefüggés. Az itt vázolt helyzetnek a közelítő vizsgálatát végezzük most el. Először nézzük a reakciókat, az. ábra szerinti tartón! Ehhez tekintsük a. ábrát! Az egyensúlyi egyenletek: l a MA 0 Q Bl 0, innen: l a B Q. l. ábra ( )

l a M B 0 Al Q l 0, innen: la A Q. l Ellenőrzés: F 0 A BQ 0, y majd ( ) és ( ) - mal is: la l a Q Q Q 0. l l Ha a = l, akkor ( ) és ( ) alakja: la ll B Q Q Q, l l la ll A Q Q 0. l l Ezzel számítással is beláttuk, hogy a probléma felvetésében leírt helyzet azaz: ha a = l, akkor A = 0 valóban fennáll. Most vegyük szemügyre a tartó tengelyvonalának deformált alakját 5. ábra! ( ) ( ) y 0.8 A "furcsa" tartó deformált tengelyvonala 0.6 0. 0. x 0. 0. 0.6 0.8...6.8-0. -0. -0.6 f(x)=(x-x^)*0.05 y=-0.5x+0.5 f(x)=(-*(x-)-6*(x-)^+*(x-)^-(x-)^)*0.05 y=-0.5x+0.5 5. ábra

Az 5. ábrán feltüntettük a támasz keresztmetszetében a rugalmas vonal érintőjét is. Az ábra erősen torzított a valósághoz képest, a szemlélhetőség miatt. Az 5. ábra a Graph szoftver alkalmazásával készült ehhez fel kellett írni a rugalmas vonal egyenletét [ ]. Az értelmezéshez tekintsük a 6. ábrát is! 6. ábra 0 x l. szakasz: Az elmozdulások a x y x l x lx x l x EI EI l. szakasz: 0 x a l y x 6l x l x x a l x. EI EI ( 5 ) ( 6 ) A szögelfordulások. szakasz: 0 x l a l x x y ' x l 6l x x EI EI l. szakasz: 0 x a x y ' x l x l x x EI l a l. EI ( 7 ) ( 8 ) Most érvényesítjük az a = l feltételt:

5 Először ( 5 ) és ( 6 ) - tal: 0 x l : l x yx l x l x x x EI EI l 0 x l : l y x 6 l x l x x x. EI EI ( 9 ) Másodszor ( 7 ) és ( 8 ) - cal: 0 x l : l x x y ' x l 6l x x E I EI l 0 x l : l x y ' x l x l x x. EI EI ( 0 ) A B támasz feletti szögelfordulás nagysága ( 0 ) - ből: l x l l 6l l EI EI l l l l, EI EI EI 8EI tehát: l x l. 8 E I ( ) Ellenőrzés: l x 0, 8 E I az előzővel egyezésben. Ezután határozzuk meg a jobb oldali rúdvégi elmozdulást! ( 9 / ) - vel:

6 l y x l 6l l l EI EI l l, EI EI tehát: l y x l. E I ( ) Most gondoljuk meg a következőket! Ha azt akarjuk elérni, hogy a tartó bal oldali vége az A támasz eredeti magasságában maradjon, vagyis ne a. ábrán jelzett deformációs vonal alakuljon ki, hanem az 5. ábra szerinti, akkor el kell forgatni a. ábra szerinti gör - bét a B támasz feletti α = φ ( x = l ) szöggel, az óramutató járásával egyezően ld. 7. ábra! 7. ábra A jobb oldali rúdvég teljes elmozdulása a korábbi / régi számításra utalóan : f f f ', ( ) régi f h ahol: ~ f f : az elforgatásból származó elmozdulás - rész ~ f h : a hajlításból származó elmozdulás vetülete.

7 Részletezve tg miatt: tg ff lsin l l tg tg f h ' fh cos fh f h tg ( ) ( 5 ) most ( ), ( ) és ( 5 ) szerint: f l tg f. ( 6 ) régi h A Szilárdságtan tanítása szerint [ ] az egyik végén befogott, intenzitású egyenletesen megoszló terheléssel terhelt, l hosszúságú egyenes, prizmatikus rúd behajlása a tengelyére merőlegesen járulékképletek : l f h. 8 E I Az α szögelfordulásra ( ) szerint, α tgα miatt: l tg. 8 E I Most ( 6 ), ( 7 ) és ( 8 ) - cal: l l l frégi ltg fh l, 8EI 8EI EI tehát: l f régi, E I ( 7 ) ( 8 ) ( 9 ) egyezésben ( ) - vel. Minthogy a régi és az új számítás azonos eredményre vezetett, így igazoltuk, hogy a tartó úgy vehet fel egy a. ábrára emlékeztető behajlási alakot, hogy a. ábra szerinti szimmetrikus görbét el kell forgatni az 5. ábra szerinti aszimmetrikus görbe középső érintőjének hajlásszögével, az óra járásával egyező értelemben. Ekkor tehát megvan az elvárt szimmetrikus alak is és a bal oldali rúdvégnek a támaszához való finom érintke - zése is. Úgy tűnik, kicsit hosszúra nyúlt a magyarázat reméljük, az érvelés érthető, elegáns és meggyőző volt.

8 Megjegyzések: M. Eddig a ferde helyzetű egyensúlyi alakot a B támasz csapsúrlódási nyomatékával, illetve egy nagyon kicsi visszahúzó, stabilizáló A támaszerő meglétével magyaráztuk. De mi van akkor, ha középen nem fix csukló van, vagy a bal oldali tartóvég nem ér a támaszhoz, és mégis nyugalmi egyensúlyi helyzetben van a tartó? Ez pl. két vékony élre helyezett papírcsíkkal is kipróbálható. Nos, a nem laboratóriumi kísérlet azt mutatta, hogy ~ a papírcsík egyensúlyi helyzete eléggé bizonytalan: nagyon kis zavarás légmozgás, elektrosztatikus erők, stb. is kitéríti, lengésre kényszeríti ~ a támasz(ok ) és a papírcsík közti csekély súrlódás hatása sem elhanyagolható a csík viszonylag nagy ferdeség mellett is megáll.. M. A ( 7 ) képlet felírásánál felhasználtuk, hogy ferde vízszint es Valóban, a 8. ábra szerint is: ferde vízsz int es, majd ( 5 ) - höz hasonlóan: ferde ferde cos vízsz int es cos vízsz int es. Irodalom: 8. ábra [ ] Stephen Prokop Timoshenko: Strength of Materials, Vol. I.: Elementary Theory and Problems. kiadás, D. van Nostrand, Inc., New York, 90. [ ] Muttnyánszky Ádám: Szilárdságtan Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 98. Összeállította: Galgóczi Gyula mérnöktanár Sződliget, 0. július 0.