Đề thi kết thúc học phần học kì 1 môn Cơ học cơ sở 1 năm 2021-2022 có đáp án - Trường ĐH Thuỷ Lợi (Đề I-203)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Việc ôn tập và hệ thống kiến thức với Đề thi kết thúc học phần học kì 1 môn Cơ học cơ sở 1 năm 2021-2022 có đáp án - Trường ĐH Thuỷ Lợi được chia sẻ dưới đây sẽ giúp bạn nắm vững các phương pháp giải bài tập hiệu quả và rèn luyện kỹ năng giải đề thi nhanh và chính xác để chuẩn bị tốt nhất cho kì thi sắp diễn ra.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi kết thúc học phần học kì 1 môn Cơ học cơ sở 1 năm 2021-2022 có đáp án - Trường ĐH Thuỷ Lợi (Đề I-203)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN Bộ môn Cơ Học Kỹ Thuật GĐ 1 - HK I - NĂM HỌC 2021-2022 Mã đề thi: I-203 Môn thi: Cơ học cơ sở 1 (Đề gồm 3 trang) Thời gian làm bài: 24 giờ Câu 01. Xác định độ lớn của F3 sao cho hợp lực của 3 lực này nằm trên trục y theo chiều dương của trục y và có độ lớn là 600lb. Câu 02. Nếu bao tải tại A có khối lượng 30kg, xác định trọng lượng của bao tải tại B và sức căng của các dây CD, CE và EG khi hệ ở vị trí cân bằng như hình vẽ. Câu 03. Tìm mômen tổng hợp của 2 lực đối với điểm P như trên hình. Cho F1 = 430lb, F2 = 260lb, θ = 60◦ , a = 2 f t, b = 8 f t, c = 5 f t, d = 3 f t, e = 3 f t. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 1/3 - Mã đề thi I-203
Câu 04. Xác định mômen của lực F đặt tại C lấy đối với điểm A, vị trí bản lề cửa trên hình. Biểu diễn kết quả dưới dạng véctơ đề các. Cho F = 300N, a = 1, 5m, b = 1m, c = 2m, d = 3m và góc θ = 45◦ . Câu 05. Xác định các thành phần phản lực liên kết tại liên kết bản lề A và liên kết gối tựa con lăn B để dầm ở trạng thái cân bằng. Bỏ qua trọng lượng và bề dầy của dầm. Biết q = 9N/m, mômen M = 110 N · m, a = 6m và b = 4m. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 2/3 - Mã đề thi I-203
Câu 06. Xác định các thành phần nội lực: lực pháp tuyến, lực cắt và mômen uốn tại điểm C của dầm. Biết F1 = 30lb, F2 = 10lb, a = 2 f t, b = 2 f t, c = 3 f t và d = 3 f t. Câu 07. Xác định ứng lực trong các thanh của giàn và nói rõ các thanh đó là chịu kéo hay chịu nén. Cho P1 = 8kN và P2 = 8kN. Câu 08. Xác định ứng lực trong các thanh BG, BA và FG. Chỉ rõ các thanh đó chịu kéo hay nén khi P1 = 5kN, P2 = 10kN, P3 = 10kN, P4 = 5kN. Chú ý: Sinh viên phải nộp bài đúng thời hạn trước lúc thi vấn đáp. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 3/3 - Mã đề thi I-203
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN Bộ môn Cơ Học Kỹ Thuật GĐ 1 - HK I - NĂM HỌC 2021-2022 Mã đề thi: I-203 Môn thi: Cơ học cơ sở 1 (Lời giải gồm 10 trang) Thời gian làm bài: 24 giờ ĐỀ BÀI VÀ LỜI GIẢI Câu 01. Xác định độ lớn của F3 sao cho hợp lực của 3 lực này nằm trên trục y theo chiều dương của trục y và có độ lớn là 600lb. Lời giải. • Biểu diễn các lực dưới dạng véctơ đề các: ⃗ R = 600⃗ lb F j F1x = −180 lb ⃗1 = −180⃗ lb F i F2x = 300 cos 300 sin 400 = 167 lb F2y = 300 cos 300 cos 400 = 199, 03 lb F2z = −300 sin 300 = −150 lb ⃗2 = 167⃗ + 199, 03⃗ − 150⃗ lb F i j k ⃗3 = F3x⃗ + F3y⃗ + F3z⃗ lb F i j k • Từ hợp lực của các lực: ⃗R = ∑ ⃗ F F Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 1/10 - Mã đề thi I-203
FRx = ∑ Fx = −180 + 167 + F3x = 0 FRy = ∑ Fy = 199, 03 + F3y = 600 FRz = ∑ Fz = −150 + F3z = 0 • Các thành phần và độ lớn của lực F3 :  F3x = 13 lb   F3y = 400, 97 lb  F3z = 150 lb   F3 = 428, 31 lb  Câu 02. Nếu bao tải tại A có khối lượng 30kg, xác định trọng lượng của bao tải tại B và sức căng của các dây CD, CE và EG khi hệ ở vị trí cân bằng như hình vẽ. Lời giải. • Xét cân bằng nút E, SĐVRTD như hình vẽ: Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 2/10 - Mã đề thi I-203
˜ T T • Hệ lực cân bằng: W A ;⃗ EC ; ⃗ EG ≡ 0; W A = 30.(9, 81) = 294, 3N • Hệ phương trình cân bằng: ∑ Fx = 0 − TEC .cos400 + TEG .sin450 = 0 ⇒ ∑ Fy = 0 −W A − TEC .sin400 + TEG .cos450 = 0 − TEC .cos400 + TEG .sin450 = 0 TEC = 2387, 7N ⇒ ⇒ −294, 3 − TEC .sin400 + TEG .cos450 = 0 TEG = 2586, 7N • Xét cân bằng nút C, SĐVRTD như hình vẽ: ˜ T T • Hệ lực cân bằng: WB ; ⃗ CE ;⃗ CD ≡ 0; TCE = TEC = 2387, 7N • Hệ phương trình cân bằng: ∑ Fx = 0 TCE .cos400 − TCD . 4 = 0 5 ⇒ 3 ∑ Fy = 0 −WB + TCE .sin400 + TCD . 5 = 0 2387, 7.cos400 − TCD . 4 = 0 5 TCD = 2286, 4N ⇒ ⇒ −WB + 2387, 7.sin400 + TCD . 3 = 0 5 WB = 2906, 6N Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 3/10 - Mã đề thi I-203
• Khối lượng của tải trọng B: WB 2906, 6 mB = = = 296, 3kg g 9, 81 Câu 03. Tìm mômen tổng hợp của 2 lực đối với điểm P như trên hình. Cho F1 = 430lb, F2 = 260lb, θ = 60◦ , a = 2 f t, b = 8 f t, c = 5 f t, d = 3 f t, e = 3 f t. Lời giải. • Mômen tổng hợp của các lực như trên hình vẽ lấy đối với điểm P, theo công thức vô hướng: MP = ∑ Fk · dk = + F1 sin θ × (b + e) − F1 cos θ × (d − a) − F2 13 × e + F2 12 × (c + d) 5 13 Thay số ta được: MP = + 5501, 30 lb · f t ⇒ Chiều mômen tổng hợp MP ngược chiều kim đồng hồ. Câu 04. Xác định mômen của lực F đặt tại C lấy đối với điểm A, vị trí bản lề cửa trên hình. Biểu diễn kết quả dưới dạng véctơ đề các. Cho F = 300N, a = 1, 5m, b = 1m, c = 2m, d = 3m và góc θ = 45◦ . Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 4/10 - Mã đề thi I-203
Lời giải. • Tọa độ các điểm: A(−b; − a; 0) ; B(−b; 0; 0) ; C (−d; − a − c × cos θ; c × sin θ ) • Véctơ định vị: −→ − → − → r→ = (−b + d) i + ( a + c × cos θ ) j + (−c × sin θ ) k − CB − → − → − → − → r AB = 0 i + a j + 0 k −→ • Dạng véctơ đề các của lực F : − → −→ − → − → − → +( a+c×cos θ ) j +(−c×sin θ ) k F = F× rCB rCB = F × (−b+d) i √ (−b+d)2 +( a+c×cos θ )2 +(−c×sin θ )2 −→ • Véctơ mômen của lực F lấy đối với điểm A, theo công thức véctơ: − → − → − → −→ − i j k → − → M A = r AB × F = ·√ F 0 a 0 (−b+d)2 +( a+c×cos θ )2 +(−c×sin θ )2 −b + d a + c × cos θ −c × sin θ F − → − → − → =√ × − a × c × sin θ i + 0 j + a × (b − d) k (−b+d)2 +( a+c×cos θ ) +(−c×sin θ ) 2 2 Thay số ta được: −→ − → − → − → M A = −167, 17 i + 0 j − 236, 41 k ( N · m) Câu 05. Xác định các thành phần phản lực liên kết tại liên kết bản lề A và liên kết gối tựa con lăn B để dầm ở trạng thái cân bằng. Bỏ qua trọng lượng và bề dầy của dầm. Biết q = 9N/m, mômen M = 110 N · m, a = 6m và b = 4m. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 5/10 - Mã đề thi I-203
Lời giải. • Vẽ SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ lực cân bằng: ⃗ ⃗ F, B ⃗ q× a ( A x , Ay , ⃗ ⃗ y , M ) = 0 (F = 2 ) • Hệ phương trình cân bằng: → ∑ Fx = A x = 0   (1) ↑ ∑ Fy = Ay − F + By = 0 (2) ∑ M A = − F × 2a − M + By × a = 0 (3)  3 Giải hệ ta được: Ax = 0 q× a By = 3 + Ma q× a Ay = 2 − By Thay số ta được: A x = 0 ; By = 36, 33N ; Ay = −9, 33 N ⃗ Biện luận chiều của Ay Câu 06. Xác định các thành phần nội lực: lực pháp tuyến, lực cắt và mômen uốn tại điểm C của dầm. Biết F1 = 30lb, F2 = 10lb, a = 2 f t, b = 2 f t, c = 3 f t và d = 3 f t. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 6/10 - Mã đề thi I-203
Lời giải. • Xét cân bằng dầm AB, SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ lực cân bằng: ⃗ ⃗ F F B ( A x , Ay , ⃗1 , ⃗2 , ⃗ y ) = 0 • Phương trình cân bằng: ∑ M A = F × a − F2 × ( a + b + c) + By × ( a + b + c + d) = 0 (1) Giải ra: F1 × a + F2 × ( a + b + c) By = a+b+c+d • Xét cân bằng đoạn dầm CB, SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ lực cân bằng: ( NC , VC , MC , ⃗2 , ⃗ y ) = 0 ⃗ ⃗ ⃗ F B • Hệ phương trình cân bằng: → ∑ Fx = − NC = 0   (2) ↑ ∑ Fy = By + VC − F2 = 0 (3) ∑ MC = By × (c + d) + MC − F2 × c = 0 (4)  Giải hệ (2), (3) và (4) ta được: NC = 0 VC = F2 − By MC = F2 × c − By × (c + d) Thay số ta được: Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 7/10 - Mã đề thi I-203
NC = 0 ; VC = − 3lb ; MC = −48 lb · f t ⃗ Biện luận chiều của MC Câu 07. Xác định ứng lực trong các thanh của giàn và nói rõ các thanh đó là chịu kéo hay chịu nén. Cho P1 = 8kN và P2 = 8kN. Lời giải. • Xét cân bằng nút A, SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ phương trình cân bằng: 1 → ∑ Fx = 0 : FAB + √2 FAD = 0 (1) 1 ↑ ∑ Fy = 0 : − P1 − √2 FAD = 0 (2) • Xét cân bằng nút D, SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ phương trình cân bằng: 1 1 1 → ∑ Fx = 0 : − √2 FAD + √2 FDB + √2 FDC = 0 (3) 1 1 1 ↑ ∑ Fy = 0 : − P2 + √2 FAD + √2 FDB − √2 FDC = 0 (4) • Xét cân bằng nút C, SĐVRTD như hình vẽ: Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 8/10 - Mã đề thi I-203
• Phương trình cân bằng: 1 ↑ ∑ Fy = 0; FCB + √ FDC = 0 (5) 2 Giải hệ ta được: FAB = 8kN ⇒ Thanh AB chịu Kéo. FAD = −11, 31kN ⇒ Thanh AD chịu Nén. FDB = 5, 66kN ⇒ Thanh BD chịu Kéo. FDC = −16, 97kN ⇒ Thanh CD chịu Nén. FCB = 12, 0kN ⇒ Thanh BC chịu Kéo. Câu 08. Xác định ứng lực trong các thanh BG, BA và FG. Chỉ rõ các thanh đó chịu kéo hay nén khi P1 = 5kN, P2 = 10kN, P3 = 10kN, P4 = 5kN. Lời giải. • Sử dụng mặt cắt a − a đi qua các thanh BG, BA và FG. • Xét cân bằng phần giàn phía trên mặt cắt, SĐVRTD như hình vẽ: Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 9/10 - Mã đề thi I-203
• Hệ phương trình cân bằng:  1  → ∑ Fx = 0 :  P1 + P2 + P3 + √ FBG = 0 2 (1) 1 ↓ ∑ Fy = 0 : FBA + FFG + √ FBG + P4 = 0 2 (2)  ∑ MB = 0 : − FFG × 4 − P1 × 8 − P2 × 4 − P4 × 4 = 0 (3)  Giải hệ ta được: FBG = −35, 4kN ⇒ Thanh BG chịu Nén. FBA = 50kN ⇒ Thanh BA chịu Kéo. FFG = −25kN ⇒ Thanh FG chịu Nén. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 10/10 - Mã đề thi I-203