3/21/2021
Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM
CƠ LÝ THUYẾT – TĨNH HỌC (Engineering Mechanics - Statics)
Đường Công Truyền
Chương 3:
Lực và mô men lực
2
1
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Mục tiêu của chương
Sau khi học xong, sinh viên có khả năng:
• Hiểu và xác định được các loại lực, hệ lực
và ngẫu lực
• Tìm được hợp lực của một hệ lực
• Tính được mômen của lực đối với một
điểm
3
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
Lực
• Lực là đại lượng đặc trưng cho sự tác dụng
tương hỗ cơ học giữa các vật thể mà kết quả của nó là làm cho vật bị biến dạng hoặc làm thay đổi trạng thái chuyển động của vật.
4
2
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Đặc trưng của lực
• Lực là đại lượng véctơ nên có ba đặc trưng
sau: – Điểm đặt: tại O
– Phương, chiều:
phương OA, chiều từ O đến A
– Độ lớn:
5
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
Phân loại lực
• Lực tập trung:
– Ký hiệu: F, P,…
– Đơn vị: N, kN,…
6
3
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Phân loại lực
• Biểu diễn lực tập trung trong hệ tọa độ Descartes
7
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
Phân loại lực
• Lực phân bố đường:
– Ký hiệu: q – Thứ nguyên: [Lực/Chiều dài]
8
4
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Phân loại lực
• Lực phân bố đường:
– Ký hiệu: q – Thứ nguyên: [Lực/Chiều dài]
9
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
Phân loại lực
• Lực phân bố đường:
– Ký hiệu: q – Thứ nguyên: [Lực/Chiều dài]
10
5
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Phân loại lực
• Lực phân bố mặt:
– Ký hiệu: p – Thứ nguyên: [Lực]/[Chiều dài]2
11
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
Phân loại lực
• Lực phân bố khối:
– Thứ nguyên: [Lực]/[Chiều dài]3
• Môn học này chủ yếu phân tích lực phân bố theo đường
12
6
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Hệ lực
• Hệ lực là tập hợp các lực cùng tác dụng vào
một cơ hệ – Ký hiệu: (F1, F2, … Fn) HAY Fi
• Hai hệ lực được gọi là tương đương khi chúng có cùng tác dụng cơ học lên một cơ hệ khảo sát
– Ký hiệu: (F1, F2, … Fn) ~ (Q1, Q2, … Qn)
HAY Fi ~ Qi
13
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
Hệ lực cân bằng
• Một hệ lực được gọi là cân bằng khi chúng
không có tác dụng cơ học lên cơ hệ khảo sát, nghĩa là Fi ~ 0
(F1, F2, … Fn) ~ 0
14
7
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Hợp lực
• Nếu một lực tương đương với một hệ lực, thì
lực đó gọi là hợp lực của hệ lực đã cho
• Ký hiệu: R ~ (F1, F2, … Fn)
15
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
Cặp lực cân bằng
• Một hệ gồm hai lực cân bằng khi hai lực này
cùng tác dụng lên một vật rắn tuyệt đối, chúng có cùng đường tác dụng, ngược chiều và cùng độ lớn • Ký hiệu: (F1, F2) ~ 0
16
8
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Cặp lực cân bằng
• Tác dụng của lực lên vật rắn tuyệt đối không bị thay đổi nếu ta trượt lực dọc theo đường tác dụng của nó.
17
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
Lực tác dụng và lực phản tác dụng
• Lực tác dụng tương hỗ giữa hai vật thể là hai lực có cùng đường tác dụng, ngược chiều và cùng độ lớn.
18
9
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Mômen của lực
• Mômen của lực đối với một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay vật quanh điểm đó
19
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
Mômen của lực
• Mômen của lực được đặc trưng bởi:
– Mặt phẳng tác dụng – Chiều của mômen – Độ lớn: MA = F • d
20
10
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Mômen của lực
• Viết dưới dạng véc tơ:
21
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
Mômen của lực
• Mômen của một lực đối với một điểm bằng không khi d = 0, phương của lực đi qua điểm lấy mômen
22
11
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Mômen của lực
• Mômen của lực đối với một điểm trong không gian:
23
VD: Tính mômen của lực đối với điểm o
24
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
12
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
VD: Tính mômen của lực đối với điểm o
25
VD: Tính mômen của lực đối với điểm o
26
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
13
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
VD: Tính mômen của lực đối với điểm o
27
VD: Tính mômen của lực đối với điểm o
• Đáp án:
28
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
14
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Bài tập 1: Tính mômen của lực đối với điểm o
29
Bài tập 2: Tính mômen của lực đối với điểm o
30
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
15
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Bài tập 3: Tính mômen của lực đối với điểm o
31
Bài tập 4: Tính mômen của lực đối với điểm o
32
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
16
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Bài tập 5: Tính mômen của lực đối với điểm o
33
Bài tập 6: Tính mômen của lực đối với điểm o
34
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
17
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Bài tập 7: Tính mômen của lực đối với điểm o
35
Bài tập 8: Tính mômen của lực đối với điểm o
36
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
18
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Bài tập 9: Tính mômen của lực đối với điểm o
37
Bài tập 10: Tính mômen của lực đối với điểm o
38
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
19
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Bài tập 11: Tính mômen của lực đối với điểm o
39
Bài tập 12: Tính mômen của lực đối với điểm o
40
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
20
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Ngẫu lực
• Ngẫu lực là hệ lực chỉ gồm hai lực, có đường tác dụng song song, ngược chiều và cùng trị số.
41
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
Ngẫu lực
• Đặc trưng của ngẫu lực:
– Mặt phẳng tác dụng của ngẫu lực – Chiều quay của ngẫu lực – Độ lớn: M = F1 • d = F2 • d
42
21
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Ngẫu lực
• Tính chất của ngẫu lực: Có thể di chuyển ngẫu lực đến vị trí bất kì trong mặt phẳng tác dụng của nó, mà không làm thay đổi tác dụng của ngẫu lực lên vật.
43
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
Ngẫu lực
• Tính chất của ngẫu lực: Có thể thay đổi trị số của lực thuộc ngẫu lực và chiều dài cánh tay đòn sao cho véctơ mômen của nó không thay đổi, thì tác dụng của ngẫu lực lên vật không thay đổi.
44
22
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Ngẫu lực
• Tính chất của ngẫu lực: – Có thể dời ngẫu lực đến mặt phẳng khác thuộc vật và song song với mặt phẳng tác dụng của nó, mà không làm thay đổi tác dụng của ngẫu lực lên vật.
– Chiếu ngẫu lực lên bất kì trục
tọa độ nào cũng thu được hợp lực bằng không.
45
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
VD1: Tính ngẫu lực
• Tính tổng mômen tác động lên tấm của 3 cặp
ngẫu lực như hình vẽ
46
23
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
VD1: Tính ngẫu lực
47
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
VD2: Tính ngẫu lực
• Tính biên độ và hướng của mômen tác động
lên bánh răng
48
24
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
VD2: Tính ngẫu lực
49
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
VD2: Tính ngẫu lực
• Cách khác tính: M = F • d
50
25
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
BT1: Tính mômen của hệ lực đối với các điểm A, B, C, D
51
BT2: Tính mômen của hệ lực đối với các điểm A, B, C
52
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
26
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
BT3: Tính mômen của hệ lực đối với các điểm A, B, C, D
53
BT4: Tính mômen của hệ lực đối với điểm O
54
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
27
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
BT5: Tính mômen của hệ lực đối với điểm O
55
BT6: Tính ngẫu lực M để mômen của hệ lực đối với điểm O = 0
56
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
28
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
3/21/2021
Thank you!
57
29
Bài giảng môn học: Cơ lý thuyết – Tĩnh học TS. Đường Công Truyền
