Теориялық механика пәнінің кинематика, статика, динамика бөлімдеріне қатысты жұмыстар

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 16 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКЕТТІК ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Кафедра: ДС және ҚМ

Курстық жұмыс

Теориялық механика пәні бойынша

Баға

Комиссия мүшелері

Аға оқы. Орынтаева Г. Ж

Қуанов И. С

Орындаған: СТ-19-1 тобының

Студенті: Байбол А. С.

Жетекшісі: Иманбаева Л. Х.

Қарағанды 2020

ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКЕТТІК ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Машина жасау факультеті

Механика кафедрасы

Курстық жұмыс бойынша

№ ТАПСЫРМА

1. СТ-19-1 тобының Стандарттау және Сертификаттау мамандығының студенті тегі Байбол аты Айдын әкесінің аты Серікқызы

Жобалау жетекшіден Иманбаева Л. Х.

Жобалау мерзімі 25 қыркүйектен бастап 14 желтоқсанға дейін

Курстық жұмыс тақырыбы: Теориялық механика пәнінің кинематика, статика, динамика бөлімдеріне қатысты жұмыстар

2. Жұмыстың мазмұны:

1. К-2, қатты дененің қарапайым қозғалыстары

2. С-1, күштердің кез-келген жазық жүйесінің тепе-теңдігі

3. Д-1, материялық нүктенің динамикасы

Осы тақырыптарға байланысты бақылау жұмыстары орындалды.

3. Негізгі қосымша талаптар: Әрбір негізгі бөлімдерге мысалдар келтіру

4. Курстық жұмысты орындау жоспары 3 аптадан бастап 12 аптаға дейін

Элементтер атауы

Мерзімі

Ескерту

Орындалғаны туралы белгі

Элементтер атауы: К-2

Мерзімі: 3 апта - 6 апта

Ескерту:

Орындалғаны туралы белгі: тапсырылды

Элементтер атауы: С-1

Мерзімі: 6 апта - 8 апта

Ескерту:

Орындалғаны туралы белгі: тапсырылды

Элементтер атауы: Д-2

Мерзімі: 8 апта - 12 апта

Ескерту:

Орындалғаны туралы белгі: тапсырылды

5. Курстық жұмыс аяқталды

6. Жобаның бағасы

Жетекші

Бекітемін: Каф. меңгерушісі

Мазмұны

Кіріспе . . . 4

1. «Қатты дененің қарапайым қозғалысы» (К-2) . . . 5

1. 2 Берілген тақырыпқа келтірілген мысалдар . . . 9

2. «Күштердің кез-келген жазық жүйесінің тепе-теңдігі» (С-1) . . . 10

2. 1 Берілген тақырыпқа келтірілген мысалдар . . . 14

3. «Қатты дене динамикасы» (Д-1) . . . 18

3. 1 Берілген тақырыпқа келтірілген мысалдар . . . 23

4. Қолданылған әдебиеттер . . . 24

Кіріспе

Заттар қозғалыстарын зерттейтін ғылымдар жаратылыстану деп аталады. Теориялық механиканы жаратылыстану ғылымдарының саласына жатқызуға болады. Өйткені ол механикалық қозғалыстардың жалпы заңдылықтарын зерттейді.

Бұл пәнді оқып үйрену үшін алдында өткен математикалық анализ дифференциалдық теңдеулер, жоғарғы алгебра, аналитикалық және дифференциалдық геометрия пәндерін білу керек.

Теориялық механика көптеген шектес пәндерімен тығыз байланысты. Атап айтқанда, математика, тұтас орта механикасы, кванттық механика, салыстырмалық теориясы, машиналар мен механизмдер теориясы.

Қазіргі математикалық әдістерді пайдаланып, механиканың есебін шешуде және математикалық есептердің мағынасын қолдануын түсіндіруде механика таусылмайтын көзі болып табылады. Машиналар мен механизмдер теориясы, теориялық механика жетістіктерін өз есептерін шешуге пайдаланады.

Механикалық қозғалыстың табиғатта да, механикада да жиі кездесетінін ескерсек, қазіргі жаратылыстану мен техника үшін теориялық механика үшін қандай зор екені өзінен - өзі түсінікті болады. Бұдан теориялық механиканы қазіргі техниканың ғылыми негізі деп айта аламыз.

Теориялық механика өмір (өндіріс, техника) талабына келіп шыққан, онымен бірге дамыған білім, ғылым болып табылады.

Техникалық практика теориялық механиканың алдына әр дәуірде түрліше талаптар қойып, оларға орынды жауап алып отырған. Механикада одан әрі шыңдала түсті. Жердің жасанды серіктері мен ғарыштық кемелер дәуіріне де механиканың қосқан үлесі зор. Галилей мен Ньютон негізін салған классикалық механика біздің өмірімізде де кең көлемде қолданылады.

Денелердің күйі механикалық қозғалыстың дербес түрі болғандықтан теориялық механикада денелер тепе-теңдігі де қарастырылады. Сонымен, теориялық механиканың қазіргі мақсаты - күштер әсерінен туындайтын денелердің жалпы механикалық қозғалыстарының ең жалпы қолданыстарын анықтау, олардың іс жүзінде қолдану салдарын көрсету болып табылады.

Студент қарапайым есептерді шығара отырып, олардың шығару жолдары мен шешімін бақылап отыруды дағдыға айналдыруға тиісті. Көрсетілген мысалдар арқылы кез келген студент немесе сырттай оқитын студенттер берілген тапсырмаларды өз беттерімен орындауға болады.

Ұсынылып отырған оқу құралының қолжазбасы - техниқалық жоғары оқу орындарының машина жасау, тау-кен, мұнай-газ, құрылыс, көлік және көлік техникасы, т. б. инженерлік мамандықтар бойынша оқитын студенттерге арналған.

Қатты дененің қарапайым қозғалыстары

К-2 тапсырмасы

1. Тапсырманың мақсаты мен шарты

Мақсаты: Қатты дененің ілгерілемелі және айналмалы қозғалыстарын зерттеу. Ілгерілемелі және айналмалы қозғалыстардағы қатты дене нүктелерінің жылдамдықтары мен үдеулерін анықтау.

Шарты: Механизм іліністегі және қайысты беріліспен байланысқан, сатылы доңғалақтар 1-3- тен тұрады, 4 және 5 жүктерден, өзіне сәйкес доңғалақпен қозғалмайтындай етіп бекітілген стрелкадан тұрады. Сатылы доңғалақтардың өздеріне сәйкес радиустары: 1-ші доңғалақтың $r_{1} = 6см$ , $\ R_{1\ } = 8см$ ; 2-ші доңғалақтың $r_{2}$ = 8см, $R_{2}$ =12см; 3-ші доңғалақтың $r_{3}$ = 16см, $R_{3}$ = 18см; стрелканың ұзындығы l = 24см. Механизмдердің схемалары (1-30) суреттерде келтірілген.

Кестеде «берілген» деген қатарында қозғаушы үзбенің қозғалыс заңы немесе жылдамдықтың өзгеру заңы көрсетілген, мұндағы $\phi_{1}$ (t) -1- ші доңғалақтың қозғалыс заңы; $s_{4}$ (t) - 4-ші жүктің қозғалыс заңы; $\omega_{2}$ (t) - 2-ші доңғалақтың бұрыштық жылдамдығының өзгеру заңы; $v_{5}$ (t) - 5-ші жүктің жылдамдығының өзгеру заңы; ( ϕ - радианмен, s- сммен, t - с пен беріледі) . ϕ мен ω оң бағыты сағат тілінің бағытына қарама-қарсы, ал $s_{4}$ , $\ s_{5}$ және ${\overline{v}}_{4}$ , $\ {\overline{v}}_{5}$ - төмен бағытталады.

«Табу керек» деген қатардағы $t_{1}$ = 2c уақыт кезеңіне сәйкес ілгерілемелі қозғалыс жасайтын денелердің көрсетілген жылдамдықтары мен үдеулерін және денелердің айналмалы қозғалыстағы бұрыштық жылдамдықтары мен үдеулерін анықтау керек.

Нұсқа 1

Берілгені:

$R_{1} = 8\ см$

$r_{1} = 6\$ см $R_{2} = 12см\ \$

$r_{2} = 8\$ см

$t_{1} = 2\$ с

$R_{3} = 18\ см$

$r_{3} = 16\$ см

L= 24 см

$w_{1} = 7t - 3t^{2}$

т/к: $\vartheta_{д} - ?\ \ \vartheta_{5} - ?\ \ \omega_{2} - ?$

$а_{д} - ?\ \ \ а_{4} - ?\ \ \varepsilon_{2} - ?$

1 - сурет

Шешуі: $\mathbf{\ }\ \omega_{1} = 7t - 3t^{2}\ \ t = 2c\ кезінде\ \omega_{1} = 2c^{- 1}\$

$\mathcal{E}_{1} = \left( \omega_{1} \right) = 7 - 6t\ \rightarrow \ \ t = 2c\mathcal{\ \ \ E}_{1} = - 5c^{- 2}\ \$

$\omega_{1} \bullet r_{1} = \omega_{2} \bullet r_{2\ } \rightarrow \omega_{2} = \ \frac{\omega_{1} \bullet r_{1}}{r_{2\ }} = \frac{2 \bullet 6}{8} = 1, 5c^{- 1}$

$\mathcal{E}_{1\ } \bullet {\ r}_{1} = \mathcal{E}_{2\ } \bullet \ r_{2\ \ } \rightarrow \ \ \mathcal{E}_{2\ } = \frac{\mathcal{E}_{1\ } \bullet {\ r}_{1}}{r_{2\ \ }} = \frac{- 5 \bullet 6}{8} = \ - 3, 75c^{- 2}$

$\omega_{2} \bullet R_{2\ } = \omega_{3} \bullet r_{3\ \ } \rightarrow \ \omega_{3} = \frac{\omega_{2} \bullet R_{2\ }}{r_{3\ \ }} = \frac{1, 5 \bullet 12}{16} = 1, 125c^{- 1}\$

$\mathcal{E}_{2\ } \bullet \ R_{2\ \ } = \ \mathcal{E}_{3} \bullet \ r_{3\ \ } \rightarrow \ \ \ \mathcal{E}_{3} = \frac{\mathcal{E}_{2\ } \bullet \ R_{2\ \ }}{r_{3\ \ }} = \frac{- 3, 75 \bullet 12}{16} = - 2, 8125c^{- 2}$

$\vartheta_{Д} = \ \omega_{1} \bullet l = 2 \bullet 24 = 48см/с$

$\vartheta_{5} = \omega_{1} \bullet R_{1} = 2 \bullet 8 = 16$ $см/с$

$a_{4} = \ \mathcal{E}_{3} \bullet R_{3} = - 2, 8125 \bullet 18 = - 50, 625см/с^{2}$

${\overline{a}}_{Д} = {\overline{a}}_{Д}^{n} + {\overline{a}}_{Д}^{\tau}$

$a_{Д}^{n} = \omega_{1}^{2} \bullet l = 4 \bullet 24 = 96см/с^{2}$

$a_{Д}^{\tau} = \mathcal{E}_{1\ } \bullet l = - 5 \bullet 24 = - 120см/с^{2}\$

$a_{Д} = \sqrt{\left( a_{Д}^{n} \right) ^{2} + \left( a_{Д}^{\tau} \right) ^{2}} = 154см/с^{2}$

Жауабы: $\vartheta_{д} = 48\$ см/с; $\vartheta_{5} = 16$ см/с; $\ \omega_{2} = 1, 5с^{- 1}$ ;

$а_{д} = 154\ {см/с}^{2}$ ; $а_{4} = - 50, 625{\ см/с}^{2}$

$\varepsilon_{2} = - 3, 75с^{- 2}$

1-сурет

1. 2 Берілген тақырыпқа келтірілген мысалдар

Жауабы: $V_{M}$ = 2 см/с; $a_{M} = 2, 04\ {см/с}^{2}$

Күштердің кез-келген жазық жүйесінің тепе-теңдігі

С-1 тапсырмасы

5. 1 Тапсырманың мақсаты мен шарты

Мақсаты: Қатты дене тіреулерінің байланыс реакцияларын анықтау

Шарты: Қатты рама А нүктесінде қозғалмайтын шарнирмен, ал В нүктесінде шеттерінде шарнирлері бар салмақсыз стерженмен немесе қозғалатын шарнирмен бекітілген (1-30 суреттер) .

Блокты асырып тастаған және салмағы P = 50 кН жүкті ұстайтын трос раманың С нүктесінде бекітілген. Рамаға моменті M =100 кН∙м қос күш және шамалары, бағыттары мен түсу нүктелері 5. 1-ші кестеде кӛрсетілген екі күш әсер етеді.

Әсер ететін күштерден пайда болатын А және В нүктелеріндегі байланыс реакцияларын анықтау керек. Соңғы есептеуде L = 0, 5 м деп алу керек.

Нұсқа 1

Берілгені:

$F_{1} = 20\$ кН

$F_{4} = 80\$ кН

$\text{α}_{1} = 30{^\circ}$

$\text{α}_{4} = 60{^\circ}$

M = 100 кН $\bullet$ м

P = T = 50 кН

L = 0. 5м

т/к : $R_{B} - ?\ \ R_{Aх} - ?\ \ R_{Ay} - ?$

Шешуі:

$\sum_{}^{}{M_{A} = 0}$

$R_{B}\cos 30^{{^\circ}} \bullet 5l - R_{B}\sin 30^{{^\circ}} \bullet 4l - M + F_{1}\cos{30^{{^\circ}} \bullet l + F_{1}\sin{30^{{^\circ}} \bullet 3l + P \bullet 3l - F_{4}\sin{60^{{^\circ}} \bullet l} = 0}}$

$R_{B} \bullet 0, 866 \bullet 5 - R_{B} \bullet 0, 5 \bullet 4 - \frac{100}{0, 5} + 20 \bullet 0, 866 + 20 \bullet 0, 5 \bullet 3 + 50 \bullet 3 - 80 \bullet 0, 866 = 0$

6, 33 $\bullet R_{B} - 71, 96 = 0$

$\mathbf{R}_{\mathbf{B}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{71, 96}}{\mathbf{6, 33}}\mathbf{= 11, 37\ }\mathbf{кН}$ ;

$\sum_{}^{}{F_{х} = 0}$

$R_{Аx} + F_{4}\cos 60^{{^\circ}} + F_{1}\cos 30^{{^\circ}} - R_{В}\sin 30^{{^\circ}} = 0$

$R_{Аx} + 80 \bullet 0, 5 + 20 \bullet 0, 866 - 11, 37 \bullet 0, 5 = 0$

$\mathbf{R}_{\mathbf{Ax}}\mathbf{= - 51, 635\ кН}$ ;

$\sum_{}^{}{F_{y} = 0}$

$R_{Аy} - F_{4}\sin 60^{{^\circ}} + P + F_{1}\sin 30^{{^\circ}} + R_{B}\cos 30^{{^\circ}} = 0$

$R_{Аy} - 80 \bullet 0, 866 + 50 + 20 \bullet 0, 5 + 11, 37 \bullet 0. 866 = 0$

$\mathbf{R}_{\mathbf{Ay}}\mathbf{= - 0, 566\ кН}$ ;

Жауабы: $R_{B} = 11кН; \ \$ $R_{Ax} = - 51, 635кН;$ $R_{Ay} = - 0, 566кН.$

1-сурет

2. 1 Берілген тақырыпқа келтірілген мысалдар

1-нұсқа

1-есеп

2-есеп

Жауабы: $\mathbf{м}_{\mathbf{А\ }}$ = 4Н

3-есеп

Материялық нүктенің динамикасы

Д-1 тапсырмасы

Материялық нүкте қозғалысының дифференциалдық теңдеулерін интегралдау

1. Тапсырма мақсаты мен шарты

Массасы m D -жүгі, А нүктесінде бастапқы v ₀ жылдамдығын алып, вертикаль жазықтықта орналасқан иілген АВС түтігінің бойымен қозғалады; түтіктің бөліктері екеуі де көлбеу немесе немесе біреуі горизонталь, ал екіншісі көлбеу орналасқан.

АВ бөлігінде жүкке ауырлық күшінен басқа тұрақты күш Q (бағыты суреттерде көрсетілген) және, жүктің жылдамдығы v -ға тәуелді ортаның кедергі күші R әсер етеді; осы бөлікке жүк пен түтіктің арасындағы үйкеліс ескерілмейді.

В нүктесінде жүк, өзінің жылдамдығының шамамасын өзгертпей, түтіктің ВС бөлігіне орын ауыстырады, оған ауырлық күшінен басқа үйкеліс (жүктің түтіктегі коэфициенті f=0, 2 ) және х осіндегі проекциясы айнымалы күш Ғ әсер етеді. Жүкті материялық нүкте деп қарастырып және жүктің А нүктесінен В нүктесіне дейінгі қозғалысындағы АВ қашықтығын l- ге тең деп немесе t ₁ белгілі деп алып, жүктің ВС бөлігіндегі қозғалыс заңын анықтау керек, яғни x=f(t) , мұндағы x= BD.

Нұсқа 1

Берілгені:

m = 6кг

v ₀ = 15м/с

Q = 12H

R = 0, 6v ² H

l = 5м

F _x = -5sin(2t)

f = 0, 2

т/к: x - ?