Bài giảng Cơ kỹ thuật - Bài 8: Cân bằng của vật rắn chịu tác dụng hệ lực phẳng

Trong lĩnh vực kỹ thuật, việc đảm bảo sự ổn định và bền vững của các kết cấu và máy móc là vô cùng quan trọng. Nghiên cứu về cân bằng vật rắn dưới tác dụng của hệ lực phẳng đóng vai trò nền tảng trong môn Tĩnh học, cung cấp các nguyên lý cơ bản để phân tích và thiết kế các hệ thống cơ học. Tài liệu này trình bày các phương trình cân bằng cốt yếu và quy trình giải quyết bài toán cụ thể, giúp người học nắm vững cách xác định các lực và mô men tác dụng, từ đó đánh giá được trạng thái đứng yên của vật thể.

Sinh viên ngành kỹ thuật (cơ khí, xây dựng) đang học môn Tĩnh học, các kỹ sư cần ôn tập kiến thức cơ bản về cân bằng vật rắn.

Tài liệu tập trung vào nguyên lý cân bằng vật rắn khi chịu tác dụng của hệ lực phẳng, một khái niệm trung tâm trong Tĩnh học kỹ thuật. Nó khởi đầu bằng việc giới thiệu ba khả năng chuyển động của vật rắn trong mặt phẳng (tịnh tiến theo phương x, y và quay), từ đó suy ra ba phương trình cân bằng cơ bản: tổng các lực theo phương x bằng 0, tổng các lực theo phương y bằng 0, và tổng mô men quanh một điểm bất kỳ bằng 0. Điểm đặc biệt là tài liệu cung cấp ba dạng khác nhau của bộ phương trình cân bằng này, linh hoạt cho việc lựa chọn tùy thuộc vào bài toán cụ thể (Dạng 1: 2pt lực + 1pt mô men; Dạng 2: 1pt lực + 2pt mô men với hai điểm không song song trục y; Dạng 3: 3pt mô men với ba điểm không thẳng hàng).

Các bước giải bài toán cân bằng vật rắn 2D được trình bày một cách hệ thống, bao gồm thiết lập trục tọa độ, vẽ sơ đồ giải phóng liên kết, chiến lược chọn tâm quay để đơn giản hóa việc giải phương trình mô men, và sau đó sử dụng các phương trình cân bằng lực để tìm các đại lượng chưa biết như phản lực. Tài liệu cũng nhấn mạnh việc điều chỉnh chiều của lực khi giá trị tính toán ra âm. Để minh họa, nhiều ví dụ áp dụng cụ thể được đưa ra, từ việc xác định phản lực ngang và dọc trên dầm đến phân tích lực căng dây và phản lực tại chốt trong hệ thống ròng rọc. Những ví dụ này không chỉ củng cố lý thuyết mà còn trang bị kỹ năng giải quyết các vấn đề thực tế trong kỹ thuật cơ khí và xây dựng, giúp người học áp dụng các nguyên tắc này một cách hiệu quả.