RTEK-2000 Statiikan perusteet. 1. välikoe ke LUENTOSALEISSA K1705 klo 11:00-14:00 sekä S4 klo 11:15-14:15 S4 on sähkötalossa

Samankaltaiset tiedostot
RAK Statiikka 4 op

RTEK-2000 Statiikan perusteet 4 op

RAK Statiikka 4 op

RAK Statiikka 4 op

STATIIKKA. TF00BN89 5op

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Voimapari ja sen momentti

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KJR-C1001: Statiikka L2 Luento : voiman momentti ja voimasysteemit

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet (mat/fys/kem suunt.), luento 1 Kari Sormunen

g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen

KJR-C1001: Statiikka L3 Luento : Jäykän kappaleen tasapaino

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka, luento Kari Sormunen

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

ARK-A.3000 Rakennetekniikka (4op) Rakenteiden mekaniikka II. Dipl.Ins. Hannu Hirsi.

Suhteellinen nopeus. Matkustaja P kävelee nopeudella 1.0 m/s pitkin 3.0 m/s nopeudella etenevän junan B käytävää

KJR-C1001: Statiikka L5 Luento : Palkin normaali- ja leikkausvoima sekä taivutusmomentti

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

SUORAN PALKIN TAIVUTUS

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

DYNAMIIKKA II, LUENTO 5 (SYKSY 2015) Arttu Polojärvi

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Lineaarialgebra MATH.1040 / voima

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

9. Vektorit. 9.1 Skalaarit ja vektorit. 9.2 Vektorit tasossa

NEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI MEKANIIKAN II PERUSLAKI MEKANIIKAN III PERUSLAKI

DI Risto Lilja, kommentaattori RI, DI Aarre Iivonen Tampereen ammattikorkeakoulu, valvojana Olli Saarinen

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 5 Laskuharjoitus 2 / Coulombin laki ja sähkökentänvoimakkuus

Luento 7: Voima ja Liikemäärä. Superpositio Newtonin lait Tasapainotehtävät Kitkatehtävät Ympyräliike Liikemäärä

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Vedetään kiekkoa erisuuruisilla voimilla! havaitaan kiekon saaman kiihtyvyyden olevan suoraan verrannollinen käytetyn voiman suuruuteen

SUORAN PALKIN RASITUKSET

Fysiikan perusteet. Voimat ja kiihtyvyys. Antti Haarto

Vektorit, suorat ja tasot

Fysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto

Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä

Voimat mekanismeissa. Kari Tammi, Tommi Lintilä (Janne Ojalan kalvoista)

Monissa fysiikan probleemissa vaikuttavien voimien yksityiskohtia ei tunneta

DYNAMIIKKA II, LUENTO 6 (SYKSY 2015) Arttu Polojärvi

Fysiikka 1. Dynamiikka. Voima tunnus = Liike ja sen muutosten selittäminen Physics. [F] = 1N (newton)

2.2 Principia: Sir Isaac Newtonin 1. ja 2. laki

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Rakenteiden mekaniikka TF00BO01, 5op

Luento 10: Työ, energia ja teho. Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho

Derivoimalla kerran saadaan nopeus ja toisen kerran saadaan kiihtyvyys Ña r

MUODONMUUTOKSET. Lähtöotaksumat:

VUOROVAIKUTUS JA VOIMA

Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus)

2.5 Liikeyhtälö F 3 F 1 F 2

Fysiikan valintakoe , vastaukset tehtäviin 1-2

Luvun 10 laskuesimerkit

Tasokehät. Kuva. Sauvojen alapuolet merkittyinä.

2.3 Voiman jakaminen komponentteihin

RATKAISUT: 19. Magneettikenttä

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Luento 7: Voima ja Liikemäärä

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

1.1 Vektorit. MS-A0007 Matriisilaskenta. 1.1 Vektorit. 1.1 Vektorit. Reaalinen n-ulotteinen avaruus on joukko. x 1. R n. 1. Vektorit ja kompleksiluvut

Taso 1/5 Sisältö ESITIEDOT: vektori, koordinaatistot, piste, suora

Nyt kerrataan! Lukion FYS5-kurssi

Harjoitellaan voimakuvion piirtämistä

Mekaniikkan jatkokurssi

:37:37 1/50 luentokalvot_05_combined.pdf (#38)

Luento 5: Voima ja Liikemäärä

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Gravitaatio ja heittoliike. Gravitaatiovoima Numeerisen ratkaisun perusteet Heittoliike

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet, tentti

Tarkastellaan tilannetta, jossa kappale B on levossa ennen törmäystä: v B1x = 0:

TÄSSÄ ON ESIMERKKEJÄ SÄHKÖ- JA MAGNETISMIOPIN KEVÄÄN 2017 MATERIAALISTA

Liikemäärän säilyminen Vuorovesivoimat Jousivoima

Voiman momentti M. Liikemäärä, momentti, painopiste. Momentin määritelmä. Laajennettu tasapainon käsite. Osa 4

DYNAMIIKKA II, LUENTO 7 (SYKSY 2015) Arttu Polojärvi

HARJOITUS 4 1. (E 5.29):

Vastaavasti, jos vektori kerrotaan positiivisella reaaliluvulla λ, niin

5.9 Voiman momentti (moment of force, torque)

Tapa II: Piirretään voiman F vaikutussuora ja lasketaan momentti sen avulla. Kuva 3. d r. voiman F vaikutussuora

Luvun 5 laskuesimerkit

Massakeskipiste Kosketusvoimat

Tekijä Pitkä matematiikka Poistetaan yhtälöparista muuttuja s ja ratkaistaan muuttuja r.

T STATIIKKA 2 (3 OP.) OAMK

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

4.1 Vuorovaikutuksen käsite mekaniikan perustana

Vektorin paikalla avaruudessa ei ole merkitystä. Esimerkiksi yllä olevassa kuvassa kaikki kolme vektoria ovat samoja, ts.

Kpl 2: Vuorovaikutus ja voima

Tekijä Pitkä matematiikka On osoitettava, että jana DE sivun AB kanssa yhdensuuntainen ja sen pituus on 4 5

Luvun 5 laskuesimerkit

Vektorien pistetulo on aina reaaliluku. Esimerkiksi vektorien v = (3, 2, 0) ja w = (1, 2, 3) pistetulo on

Viikon aiheet. Funktion lineaarinen approksimointi

Tekijä Pitkä matematiikka b) Kuvasta nähdään, että b = i 4 j. c) Käytetään a- ja b-kohtien tuloksia ja muokataan lauseketta.

Liike ja voima. Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä

Transkriptio:

RTEK-2000 Statiikan perusteet 1. välikoe ke 27.2. LUENTOSALEISSA K1705 klo 11:00-14:00 sekä S4 klo 11:15-14:15 S4 on sähkötalossa

RTEK-2000 Statiikan perusteet 4 op 1. välikoealue luennot 21.2. asti harjoitukset H1 H6 kirjan sivut 1 110 s. Mukana saa olla: matematiikan taulukkokirja A4-kokoinen käsinkirjoitettu lunttilappu palautetaan vastauskonseptin välissä ohjelmoitava laskin kynä, kumi, harppi, viivain, astekulma yms.

RTEK-2000 Statiikan perusteet 4 op Ensi viikolla vk 9. (25.2-1.3) ei ole harjoituksia Viikko 10 (4-8.3) on tenttiviikko, ei opetusta Harjoitukset jatkuvat normaalisti vk 11. (11-15.3) jälkeen

5 Osaamistavoitteet Opiskelija: tuntee mekaniikan peruslait ja peruskäsitteet. osaa koota mielivaltaisen voimasysteemin mahdollisimman yksinkertaiseen muotoon. osaa ratkaista partikkelin ja jäykän kappaleen isostaattisia tasapainotehtäviä osaa määrittää isostaattisen palkin ja kehän sekä ristikon rasitukset osaa soveltaa Coulombin liukukitkalakia kappalesysteemien statiikan ongelmiin. osaa soveltaa virtuaalisen työn periaatetta jäykän kappaleen statiikan ongelmissa.

Mekaniikan peruskäsitteitä Mekaniikan peruskäsitteitä (basic concepts) ovat avaruus (space) ja materiaalinen kappale (body). Fysikaalisella avaruudella tarkoitetaan euklidista, homogeenista ja isotrooppista (kaikkiin suuntiin samanarvoista) tilaa, jossa materiaaliset kappaleet ovat. Pisteen paikka avaruudessa esitetään koordinaatiston avulla. Valitaan jokin avaruuden piste origoksi, johon asetetaan koordinaattiakselit, jotka yleensä valitaan suoraviivaisiksi. Tällaista koordinaatistoa nimitämme karteesiseksi koordinaatistoksi. Usein koordinaattiakselit valitaan toisilleen kohtisuoriksi, jolloin koordinaatistoa kutsutaan ortogonaaliseksi karteesiseksi koordinaatistoksi. luonnollinen kanta

Mekaniikan peruslait 1. On olemassa absoluuttinen, euklidinen avaruus ja absoluuttinen aika. 2. Voiman suunnikaslaki: Jos kaksi voimaa vaikuttaa samaan pisteeseen, niin niiden yhteinen vaikutus eli summa voidaan esittää suuntaisjanalla, jonka pituus ja suunta yhtyvät sen suunnikkaan lävistäjään, jonka sivuina ovat annettuja voimia esittävät suuntaisjanat. 3. Voiman siirtolaki: Jos voima, joka vaikuttaa jäykkään kappaleeseen, siirretään pitkin omaa vaikutussuoraansa, niin sen ulkoinen vaikutus kappaleeseen pysyy muuttumattomana. 4. Hitauden laki eli Newtonin I laki: Partikkeli on levossa tai tasaisessa suoraviivaisessa liikkeessä aina, kun siihen ei vaikuta voimia tai siihen vaikuttavien voimien summa eli resultantti on nolla. 5. Dynamiikan peruslaki eli Newtonin II laki: Jos partikkeliin vaikuttavien voimien resultantti on R, niin partikkeli saa kiihtyvyyden a, siten että on voimassa R = ma. Kerrointa m sanotaan massaksi. 6. Voiman ja vastavoiman laki eli Newtonin III laki: Jos partikkeli A vaikuttaa partikkeliin B ilman muiden partikkelien välitystä jollakin voimalla, niin partikkeli B vaikuttaa aina takaisin partikkeliin A partikkelien yhdysjanan suuntaisella, yhtä suurella mutta vastakkaissuuntaisella voimalla. 7. Yleinen gravitaatiolaki eli Newtonin IV laki: Kaksi partikkelia, joiden massat m 1 ja m 2, vetävät aina toisiaan puoleensa partikkelien yhdysjanan suuntaisella voimalla, jonka suuruus on suoraan verrannollinen partikkelien massoihin ja kääntäen verrannollinen partikkelien välisen etäisyyden neliöön. mm 1 2 F 2 r

Voima Kappaleen vuorovaikutuksen voimakkuutta toiseen kappaleeseen kuvataan käsitteellä voima (force). Kappaleiden koskettaessa toisiaan puhutaan kosketusvoimista, mutta kappaleet voivat vaikuttaa toisiinsa myös välimatkan päästä, jolloin puhutaan kaukovoimista. Esimerkiksi gravitaatiovoima käsitetään klassillisessa mekaniikassa kaukovoimaksi. Kun kappaleet koskettavat toisiaan, niiden välille syntyy kosketusvuorovaikutus, josta aiheutuu koskettaviin kappaleisiin yhtä suuret vastakkaissuuntaiset kosketusvoimat (contact forces). Makroskooppiselta kannalta katsottuna kosketusvoimat ilmenevät kosketuspintojen jännitysjakautumina ja usein kosketusvoimilla tarkoitetaankin näiden jakautumien yhdistystuloksia, joita puolestaan kuvataan pistevoimilla. Myöskin kappaleeseen kohdistuva gravitaatiovoima voidaan käsittää pistevoimaksi, jonka vaikutuspisteenä on kappaleen painokeskiö

Voiman suunnikaslaki F 1 R F 2 F 1 F 2

Useita voimia

Esimerkki 23.1 22

Voiman kohtisuorat komponentit 23 22.2.2013

Esimerkki 24.1 26

Esimerkki 25.1

Esimerkki 26.1

Esimerkki 28.1

2.2 Voiman momentti

2.2 Voiman momentti tasossa

Esimerkki 34.1 40

Esimerkki 37.1 43

Voiman momentti akselin suhteen 44

Voiman momentti akselin suhteen 45

Skalaarikolmitulo 46 ra/q F el ra/q F el

Esimerkki 40.1 48

Voimapari 49

Voimapari tehtävä 31 50

3 Voimasysteemien yhdistäminen 51 Voimasysteemin sieventämisellä tarkoitetaan systeemin yhdistämistä eli redusointia yksinkertaisempaan muotoon. Jotta voimasysteemin yhdistäminen olisi mielekästä, on yhdistämisessä pidettävä koko ajan huolta siitä, että alkuperäisen voimasysteemin ja redusoidun voimasysteemin ulkoinen vaikutus jäykkään kappaleeseen on sama.

Voiman suunnikaslaki F 1 R F 2 F 1 F 2

Voiman siirtolakilaki F 1

Ulkoinen ja sisäinen vaikutus 55

Voimasysteemien samanarvoisuus 56

Voiman yhdensuuntaissiirto 59

Voiman yhdensuuntaissiirto 60

Voimien yhdistäminen 61

Voimasysteemin yhdistämistulos 62

Voimien yhdistäminen 63 Dynami:

Dynamin siirtäminen 64

Esimerkki 66.1 66

Esimerkki 71.1 67

Voimasysteemien luokittelua 68

Voimasysteemien luokittelua 69

Voimasysteemien luokittelua 70

Yhdensuuntainen voimasysteemi 71 Voimakeskiössä C resultantin momentti on yhtäsuuri kuin voiminen momenttien summa

Esimerkki 73.1 72

Puhdas momentti 73

Tasovoimasysteemi 75 Vaatimus:

Esimerkki 78.1 77

Voimajakautumat 78

Viivakuormituksia 79

Viivakuormituksia 80

Esimerkki 83.1 81

Esimerkki 83.2 82

Massakeskiö 83

Esimerkki 89.1 84

Esimerkki 91.1 85

Esimerkki 93.1 86

Hitausmomenttitaulukko 87

Hitausmomenttitaulukko 88