Содержание

Введение	2
Лабораторная работа №1 Определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил	3
Лабораторная работа №2 Определение реакций опор	10
Лабораторная работа №3 Проверка законов трения	16
Лабораторная работа №4 Определение центра тяжести плоских фигур	23
Лабораторная работа №5 Определение моментов инерции твердых тел	28
Лабораторная работа №6 Уравновешивание вращающихся масс	33
Список литературы	37

Введение

Методическое пособие по выполнению лабораторно-практических работ по дисциплине «Техническая механика» предназначено для студентов специальности 23.02.04 «Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования».

Учебная дисциплина «Техническая механика» состоит из трех разделов: «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов» и «Детали машин». По рабочей учебной программе предусмотрено на лабораторно-практические работы 86 часов.

По разделу «Теоретическая механика» рабочей учебной программой, предусмотрено выполнения шести лабораторных работ.

Данное методическое пособие предназначено для проведения лабораторно-практических работ, как в рамках учебного урока (лабораторная работа), так и дома, самостоятельно (практическая работа). Для более полного ознакомления с темами учебного курса приведен список рекомендуемой литературы.

Работа выполняется студентом согласно варианта, в ученичес-кой тетради для лабораторно-практических работ или с использова-нием ПК. Вариант является индивидуальным при выполнении всех лабораторных и практических работ по данной дисциплине. После выполнения, практическая работа защищается, а результаты лабораторной работы демонстрируются преподавателю. Схемы вычерчивается с помощью карандаша и линейки с соблюдением масштаба. При оформлении работы необходимо соблюдать принятые обозначения и последовательность записей, руководствуясь действующим стандартом предприятия.

Лабораторно-практическая работа №1

Определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил

Цель работы – проверить опытным путем величину и направление уравновешивающей силы.

Теоретическое обоснование. Исследование любой системы сил начинают с определения, взаимного расположения этих сил. Если линии действия всех сил расположены в одной плоскости и пере­секаются в одной точке, то они образуют плоскую систему сходя­щихся сил (рисунок 1.1, а). Силы, действующие на абсолютно твердое тело, можно переносить вдоль линии их действия, поэтому сходя­щиеся силы можно всегда привести в одну точку – точку пересе­чения их линий действия (рисунок 1.1, б).

Число сил, образу-ющих данную систему, может быть любым. Последовательно склады-вая сходящиеся силы, приводят их к одной равнодействующей силе.

Рисунок 1.1 а) б)

Один из главных вопросов, который следует решить, исследуя систему сил, – это вопрос о том, является ли данная система сил уравновешенной или неуравновешенной.

Необходимым и достаточным признаком уравновешенности си­стемы сходящихся сил является равенство нулю их равнодейст­вующей силы. Точка, к которой приложена уравновешенная систе­ма сил, находится в состоянии покоя или прямолинейного равно­мерного движения.

Сложение сил можно производить двумя способами: графически и аналитически. Графическое сложение плоской системы сходящих­ся сил производят построением силового многоугольника. Графический способ позволяет довольно быстро и очень нагляд­но произвести сложение сил, но точность определения величины и направления сил зависит от точности выполненных построений.

Более точные результаты можно получить, применяя аналити­ческий способ, основанный на вычислении проекций сил на оси ко­ординат.

Установка для испытания. Для экспериментального подтвержде­ния правила сложения плоской системы сходящихся сил использу­ют различные установки, принцип действия которых аналогичен установке, построенной еще Вариньоном (1654—1722) для под­тверждения правила параллелограмма сил. На рисунке 1.2 показана схема установки Вариньона. На горизонтально расположенном диске 1 установлены блоки 2. К центральному стержню 3 подвеше­ны через блоки грузики 4, 5, 6. Если все три силы тяжести грузи­ков уравновешены, то центральный стержень будет занимать вер­тикальное положение.

Рисунок 1.2

Определив по правилу параллелограмма величину и направле­ние равнодействующей двух сил, расположенных под углом друг к другу, проверим на установке правиль­ность полученного результата. Для это­го закрепим два блока таким образом, чтобы гибкие нити располагались под углом, под которым направлены сла­гаемые силы, и к концам нити подве­сим соответствующие по

силе тяжести грузики. Через третий блок подвесим груз, численно равный равнодействую­щей силе и направленный в противопо­ложную ей сторону. Сила, численно равная равнодействующей, но направ­ленная в противоположную сторону, называется уравновешивающей силой. Если при этом центральный стержень займет строго вертикальное положение, то определение величины и направления равнодействующей по правилу параллелограмма справед­ливо.

Такую же экспериментальную про­верку можно провести при сложении любого числа сил, образую­щих плоскую сходящуюся систему.

На рисунке 1.3 показана установка, позволяющая производить сло­жение трех сил и их уравновешивание. В этой установке сила тяже­сти грузов передается центральному стержню 1 при помощи тросов 3 и рычагов 4. На диске 5 имеет-ся шкала, позволяющая установить каретки 6 под требуемым углом. Для определения положения цен­трального стержня 1 над ним установлена прозрачная шкала 2.

Рисунок 1.3

На такой же установке, при соответствующем увеличении числа кареток с грузом, можно складывать и уравновешивать и большее число сил.

Установка, изображенная на рисунке 1.4 позволяет экспериментально определять усилия в стрежнях кронштейнов. Установка закрепляется на вертикальной неподвижной поверхности (стена). Кольцо 1 является основанием установки. На кольце, при помощи захватов размещают динамометры 2. Цепь 3 выполняет роль стержней кронштейна. На нити 4, прикрепленной к динамометру F подвешивается груз 5, согласно задания.

Рисунок 1.4

Порядок выполнения лабораторной работы.

1 Ознакомится с устройством установки.

2 В соответствии со второй цифрой варианта вычертить в тетради схему кронштейна (таблица 1.1), с заданными углами (таблица 1.3). По таблице 1.2, в соответствии с первой цифрой варианта выбирается необходимые номера грузов.

3 Определить (вычислить) значения углов a, b, c, d, e для правильного расположения динамометров, в соответствии с вариантом.

4 Расположить захваты динамометров в точках, соответствующих вычисленным значениям углов.

5 Произвести снятие показаний динамометров и внести в таблицу 1.4 отчета.

Порядок выполнения практической работы.

I Графический метод решения:

1 Вычертить в тетради схему кронштейна.

2 Освободиться от связей, заменив их реакциями (N₁ и N₂).

3 Выбрать масштаб.

4 В выбранном масштабе построить известные силы.

4.1 Вертикально провести вектор силы Q (значение взять из таблицы 1.4 отчета)

4.2 Из конца вектора силы Q построить вектор силы F, (значение взять из таблицы 1.4) выдерживая заданный угол.

5 Через начало вектора силы Q провести прямую, параллельную силе N1, а через конец вектора силы F провести прямую, параллельную вектору силы N₂, до их взаимного пересечения.

6 Замкнуть силовой многоугольник.

7 Измерить длину векторов сил N₁ и N₂, в выбранном масштабе вычислить значения и записать в таблицу 1.4 отчета.

II Аналитический метод решения:

1 Вычертить в тетради схему кронштейна, заменив связи реакциями (N₁ и N₂).

2 Назначит систему координат так, что бы одна из осей совпадала с неизвестной силой (N₁ или N₂).

3 Вычислить и записать все углы полученной схемы

4 Составить уравнения равновесия и определить значения сил N₁ и N₂.

5 Полученные результаты занести в таблицу 1.4 отчета.

Таблица 1.1 Варианты задания (вторая цифра варианта)

0			5
1			6
2			7
3			8
4			9

Таблица 1.2 Номера грузов

Первая цифра варианта	Номера грузов
	1	2	3
0
1
2
3

Таблица 1.3 Значение углов расположения стержней кронштейна, град.

№№ варианта	Номера углов на схеме в таблице 1.1
	1	2	3	4	5	6
01…16	20	35	55	25	50	70
17…32	30	45	65	40	60	75

Отчет о работе.

1 Номер варианта задания (по таблице 1.1)

2 Таблица 1.4 Результаты лабораторно-практической работы

Значение углов на схеме (по таблице1.3)		Значения углов на установке			Обозна-чение силы		Значение действующей силы, Н
							Экспери-ментально		Графичес-кий метод	Аналитичес-кий метод
1		a		F
2		b		Q
3		c		N1
4		d		N2
5		e
6

3 Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Какая система сил приложена в точке, находящейся в покое?

2. На основании какого свойства сил можно утверждать, что системы сил, изображенные на рисунке 1.1, а и б, эквивалентны?

3. Чему равна равнодействующая уравновешенной системы сходящихся сил?

4 Какую систему сил образуют силы, линии действия которых перекрещиваются?

5. Как направлены равнодействующая и уравновешивающая силы по отно­шению друг к другу?

6. Какую силу надо приложить к заданным силам при их уравновешива­нии: равнодействующую или уравновешивающую?

7. Можно ли уравновесить заданную систему сил, изменив численную вели­чину уравновешивающей силы, если при определении угла между направлением уравновешивающей силы и осью у была допущена ошибка?

Лабораторно-практическая работа №2