Tĩnh học: bài tập và câu hỏi ôn thi

Cơ học kỹ thuật: tĩnh học. Cân bằng của vật rắn, phản lực gối, giàn, nội lực trong dầm và các đặc trưng của mặt cắt ngang. Hầu như mọi câu hỏi thi đều bắt đầu bằng một sơ đồ vật thể tự do đúng.

Gói ôn nước rút (PDF)Bảng công thức, các bước phương pháp và bài tập có lời giải đầy đủ, sẵn sàng để in.

Các chủ đề trong môn học này

  1. Vectơ: tích vô hướng và tích có hướngđộ lớn và các thành phần · tích vô hướng · tích có hướng và mô-menbài tính toán
  2. Phản lực gối của dầm1 tải tập trung · 2 tải tập trung · tải tập trung + tải phân bố đềubài tính toán
  3. Giàn: phương pháp tách nútđối xứng · không đối xứng · tải thẳng đứng + nằm ngangbài tính toán
  4. Khung và máythanh chịu hai lực và các máy đơn giản · lực tại chốt và các cơ cấu thanh nối · khung nhiều thanhbài tính toán
  5. Lực cắt và mômen uốntải tập trung · tải phân bố đều toàn nhịp · tải tập trung + tải phân bố đềubài tính toán
  6. Trọng tâm và mômen quán tính mặt cắttrọng tâm · mômen quán tính mặt cắt · ứng suất uốnbài tính toán

Mẹo làm bài thi Tĩnh học

  • Vẽ sơ đồ vật thể tự do trước và thay mọi gối đỡ bằng các phản lực của nó.
  • Lấy mômen quanh điểm có các lực chưa biết tác dụng, để chúng triệt tiêu khỏi phương trình.
  • Kiểm tra kết quả bằng phương trình bạn chưa dùng: ΣF = 0 theo phương còn lại là một phép thử nhanh.

Ví dụ có lời giải

Vectơ: tích vô hướng và tích có hướngDễ
xy135°F1​F2​

Hai lực tác dụng tại một điểm trong mặt phẳng xy: F₁ = 110 N ở 0° và F₂ = 190 N ở 135°, cả hai đo ngược chiều kim đồng hồ từ trục x dương. Tìm hướng φ của hợp lực, đo ngược chiều kim đồng hồ từ trục x dương (trong khoảng từ 0° đến 360°).

F1 = 110 N, θ1 = 0°F2 = 190 N, θ2 = 135°

Tìm φ (°)

Hiện các gợi ý
  1. Tách mỗi lực thành các thành phần x và y.
  2. Cộng riêng các thành phần x và các thành phần y.
  3. Rₓ = −24,35 N, Ry = 134,4 N.
Hiện đáp án và lời giải từng bước

Vectors: a vector a = (ax, ay, az) has magnitude |a| = √(ax² + ay² + az²), and the unit vector in its direction is û = a/|a|. A vector of magnitude F at an angle θ measured anticlockwise from the positive x-axis has components Fx = F·cos θ and Fy = F·sin θ. Vectors add component by component.

Các thành phần của hợp lực

Rₓ = 110·cos 0° + 190·cos 135° = −24,35 N
Ry = 110·sin 0° + 190·sin 135° = 134,4 N

Hướng

Rₓ âm, nên hợp lực nằm ở góc phần tư thứ hai hoặc thứ ba: hãy cộng 180° vào góc của máy tính.

arctan(Ry/Rₓ) = arctan(134,4/−24,35) = −79,73°
φ = 100,3°

Đáp số

φ = 100,3°
Phản lực gối của dầmTrung bình
P1​ = 15 kNP2​ = 30 kNABRA​RB​ = ?2 m1 m3 m

Dầm đơn giản có gối cố định tại A và gối di động tại B. Tìm phản lực thẳng đứng RB.

L = 6 mP1 = 15 kN tại 2 mP2 = 30 kN tại 3 m

Tìm RB (kN)

Hiện các gợi ý
  1. Dùng điều kiện cân bằng tĩnh: ΣFy = 0 và ΣM = 0. Hai ẩn số, hai phương trình.
  2. Lấy mômen quanh A. RA đi qua A nên bị triệt tiêu và bạn tìm được ngay RB.
  3. Tổng tải hướng xuống là 45 kN, nên RA + RB = 45 kN.
Hiện đáp án và lời giải từng bước

Cân bằng tĩnh: một vật đứng yên có ΣFx = 0, ΣFy = 0 và ΣM = 0 quanh mọi điểm. Lấy mômen quanh một gối sẽ loại phản lực của gối đó khỏi phương trình.

P1​ = 15 kNP2​ = 30 kNABRA​RB​2 m1 m3 m

Sơ đồ vật thể tự do

Thay các gối đỡ bằng phản lực. Gối di động cho một phản lực thẳng đứng; khi chỉ có tải thẳng đứng, gối cố định cũng cho một phản lực thẳng đứng.

Cân bằng

Mômen quanh A, chiều ngược kim đồng hồ là dương. Sau đó cân bằng lực theo phương thẳng đứng.

ΣMA = 0: RB·6 = 15·2 + 30·3
RB = 120/6 = 20 kN
ΣFy = 0: RA = 45 − 20 = 25 kN

Đáp số

RB = 20 kN

Cách luyện tập hoạt động

  • “Luyện tập môn học này” trộn các bài từ mọi chủ đề của nó, giống một kỳ thi thật.
  • Mỗi bài tập có số liệu mới, nên bạn học phương pháp chứ không học thuộc đáp án.
  • Bí rồi? Hãy mở một gợi ý nhỏ trước, và chỉ xem giải thích đầy đủ khi cần.
  • Đề thi thử có tính giờ và không có gợi ý, và bạn nhận được điểm số cùng phần xem lại đầy đủ ở cuối.

Máy tính cho môn học này

Các môn học liên quan