- •«Курский государственный университет»
- •Кафедра технической графики
- •Основы строительной физики
- •Основы строительной физики
- •Раздел 1. Элементы механики.
- •1.1. Разделы механики, основные понятия.
- •1.2. Кинематика.
- •1.3. Сложное движение.
- •1.4. Динамика. Законы динамики.
- •1.5. Сложение и разложение сил.
- •1.6. Статика, основные понятия и аксиомы статики.
- •1.7. Момент силы. Главный вектор сил и главный момент системы сил.
- •Раздел 2. Элементы теории сопротивления материалов.
- •2.1. Задачи, решаемые в сопротивлении материалов. Допущения, лежащие в основе.
- •2.2. Нагрузки: сосредоточенные и распределённые. Напряжения нормальные и касательные. Виды напряженных состояний.
- •2.3. Понятие деформации и их классификация.
- •2.4. Закон Гука при растяжении и сжатии. Модуль Юнга.
- •2.5. Плоское нагружение. Обобщённый закон Гука.
- •2.6. Сдвиг. Модуль упругости второго рода. Закон Гука при сдвиге.
- •2.7. Кручение. Закон Гука при кручении.
- •2.8. Изгиб, поперечная сила, напряжения при изгибе.
- •Раздел 3. Элементы климатологии.
- •3.1. Метеорологические факторы и их влияние на строительство.
- •Гигиенические требования к тепловому режиму жилых помещений в разных климатических районах (по рекомендациям Киевского нии общей и коммунальной гигиены)
- •Гигиенические требования к тепловому режиму жилища при конвекционном обогреве в зависимости от возрастной группы (по рекомендациям Киевского нии общей и коммунальной гигиены)
- •3.2. Взаимодействие строительства и окружающей природы.
- •3.3. Типы погоды
- •3.4. Человек, климат и строительство.
- •Связь категорий архитектурной композиции
- •Классификация типов погоды
- •Раздел 4. Основы светологии.
- •4.1. Глаз. Зрение.
- •4.2. Понятие света. Спектр. Характеристики света.
- •Характеристики зрительного анализатора
- •Границы участков спектра
- •Зависимость разрешающего угла глаза α от яркости объекта
- •4.3. Фотометрия. Основные величины, их взаимосвязь, единицы.
- •4.4. Естественный и искусственный свет. Совмещённое освещение.
- •Относительная световая активность фонарей при одинаковой площади светопроемов
- •Нормированные (допустимые) значения кео
- •4.5. Нормирование освещения.
- •4.6. Источники искусственного света и их характеристики.
- •Основные характеристики источников искусственного света,
- •4.7. Инсоляция, солнцезащита и светорегулирование.
- •Единство положительных и отрицательных воздействий инсоляции в архитектуре
- •4.8. Воспроизведение цвета.
- •Особенности цветопередачи ламп искусственного света
- •Раздел 5. Акустика.
- •5.1. Упругие волны. Звуковая среда в городах и зданиях.
- •5.2. Основные понятия акустики.
- •Звук и слух.
- •Шкалы звуковой мощности, уровни звуковой мощности и
- •Источники шума и их характеристики.
- •5.5. Нормирование шума и звукоизоляция.
- •Раздел 1. Элементы механики 3
- •Раздел 2. Элементы теории сопротивления материалов 18
- •Раздел 3. Элементы климатологии 32
- •Раздел 4. Основы светологии 45
- •Раздел 5. Акустика 89
1.3. Сложное движение.
Неподвижных систем координат в природе нет, мы условно принимаем некоторые системы за неподвижные. Реально возникает необходимость рассматривать движение одновременно относительно двух систем – условно неподвижной и движущейся относительно неё, т.е. движение является сложным. Относительно неподвижной системы его называют абсолютным, а относительно движущейся – относительным. Движение системы при этом называют переносным. В итоге: абсолютное движение является сложным и состоит из относительного и переносного. Скорость сложного движения состоит из относительной и переносной скоростей: вектор абсолютной скорости V = Ve + Vr, ve - вектор переносной скорости, Vr – вектор относительной скорости.
1.4. Динамика. Законы динамики.
Динамика изучает движение в зависимости от действия других тел на исследуемое тело. Такое действие характеризуется особой величиной силой (сила – причина, вызывающая движение, причина изменения скорости движения, т.е причина появления ускорения). Измеряется в системе СИ в ньютонах (ньютон – сила, которая телу массой в 1 кг сообщает ускорение 1 м/с2).
Если исследуемая точка не испытывает действия со стороны других тел, она является изолированной (в природе таких тел не существует).
Основные законы динамики:
Первый закон Ньютона (закон инерции). Изолированная материальная точка находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.
Ускорение изолированной материальной точки равно нулю.
Способность материальной точки сохранять ускорение равное нулю называют инертностью или инерцией (иначе говоря – это способность сохранять неизменной по величине и направлению скорость).
Изменить скорость тела можно только действием со стороны других тел, т.е. приложив силу.
Второй закон Ньютона выражает взаимосвязь между приложенной силой и сообщаемым ею ускорением. Ускорение, сообщаемое приложенной силой, пропорционально модулю силы и направлено вдоль действия силы. Р1/Р2 =а1 /а2.
На практике второй закон Ньютона записывают: Р = ма, где м = Р/а = сonst называют массой. [жирными буквами в литературе обозначают вектора].
Чем больше масса, тем большую силу необходимо прилагать для сообщения заданного ускорения. Таким образом, масса – мера инертности тела (одновременно и мера гравитационных свойств тела).
Если учесть, что а = ∆v/∆t, можно получить Р = ма = м∆v/∆t или Р∆t = ∆(mv). Последнее соотношение также часто используют для формулирования второго закона Ньютона: импульс силы, действующей на тело, равен изменению импульса тела (количества движения).
Импульсом силы называют её произведение на время действия Р∆t, импульсом тела (количеством движения) называют произведение мv.
Следует отметить: под действием постоянной силы тело движется с постоянным ускорением.
К основным законам динамики относят и третий закон Ньютона:
Силы взаимодействия двух тел равны по величине, направлены в противоположные стороны и не уравновешивают друг друга, так как приложены к разным телам.
К основным положениям динамики следует отнести и принцип независимости действия сил: при одновременном действии нескольких сил, ускорение, получаемое телом, равно векторной сумме ускорений, получаемых телом от каждой силы по отдельности.
Используя законы динамики, в механике решаются следующие задачи:
1. по заданному закону движения определяют силы, вызвавшие движение.
2. по известным силам, приложенным к телу, определяют законы движения.
Если тело несвободно, применяется принцип освобождаемости (отбрасываются связи и вместо них вводятся реакции – силы равные связям, но противоположного направления).