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-216)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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-216) là tài liệu tham khảo được TaiLieu.VN sưu tầm để gửi tới các em học sinh đang trong quá trình ôn thi kết thúc học phần, giúp sinh viên củng cố lại phần kiến thức đã học và nâng cao kĩ năng giải đề thi.

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-216)

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-216 Môn thi: Cơ học cơ sở 1 (Đề gồm 3 trang) Thời gian làm bài: 24 giờ Câu 01. Xác định độ lớn thành phần chiếu của lực F lên phương BC của ống. Câu 02. Xác định lực căng trong các dây cáp AB, BC, và CD cần thiết để giữ các đèn B khối lượng 12kg và đèn C khối lượng 12kg cân bằng ở vị trí như trên hình vẽ. Ngoài ra, hãy xác định góc θ. Câu 03. Tìm mômen tổng hợp của các lực đối với điểm A như trên hình. Cho F1 = 200lb, F2 = 300lb, F3 = 400lb, θ = 45◦ , a = 3 f t, b = 4 f t, c = 3 f t, d = 4 f t. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 1/3 - Mã đề thi I-216
Câu 04. Tìm mômen tổng hợp của hệ lực đã cho lấy đối với gốc tọa độ O và biểu diễn kết quả dưới dạng − → −→ − → − → − → − → − → − → véctơ Đề các. Cho véctơ lực F1 = 20 i + 25 j − 10 k (lb), F2 = 25 i − 20 j − 10 k (lb), a = 3 f t, b = 3 f t, c = 2 f t và d = 2 f t.Tìm mômen tổng hợp của hệ lực đã cho lấy đối với gốc tọa độ O và biểu diễn kết quả − → − → −→ − → − → − → −→ − → dưới dạng véctơ Đề các. Cho véctơ lực F1 = 20 i + 25 j − 10 k (lb), F2 = 25 i − 20 j − 10 k (lb), a = 3 f t, b = 3 f t, c = 2 f t và d = 2 f t. Câu 05. Xác định các thành phần phản lực liên kết tại liên kết bản lề A và liên kết gối tựa con lăn C để dầm ở trạng thái cân bằng. Bỏ qua trọng lượng và bề dầy của dầm. Biết F1 = 600lb, F2 = 250lb, mômen M = 350 lb · f t, a = 6 f t, b = 2 f t, c = 2 f t và d = 2 f t. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 2/3 - Mã đề thi I-216
Câu 06. Xác định các thành phần nội lực: lực pháp tuyến, lực cắt và mômen uốn tại điểm C của dầm. Biết F1 = 40N, F2 = 25N, a = 3m, b = 4m, c = 4m và d = 3m. 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 = 200lb và P2 = 50lb. Câu 08. Xác định ứng lực trong các thanh BC, CF và FE của hệ giàn và chỉ rõ các thanh chịu kéo hay nén. Cho P1 = 600lb, P2 = 500lb và P3 = 700lb. 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-216
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-216 Môn thi: Cơ học cơ sở 1 (Lời giải gồm 9 trang) Thời gian làm bài: 24 giờ ĐỀ BÀI VÀ LỜI GIẢI Câu 01. Xác định độ lớn thành phần chiếu của lực F lên phương BC của ống. Lời giải. • Tọa độ các điểm:  B : 0; 0; 0 ft  C : 7; 5 ; −3 f t D : 0 ; 13 ; 0 f t  • Dạng véctơ đề các của lực: ⃗ CD = −7⃗ + 8⃗ + 3⃗ f t r i j k rCD = 11, 05 f t ⃗ = 150⃗ CD = −95, 06⃗ + 108, 64⃗ + 40, 74⃗ lb F r i j k rCD • Véctơ đơn vị trên phương cần chiếu: ⃗ BC = 7⃗ + 5⃗ − 3⃗ f t r i j k r BC = 9, 11 f t ⃗ BC r ⃗ BC = u = 0, 769⃗ + 0, 549⃗ − 0, 329⃗ i j k r BC • Độ lớn hình chiếu của lực F lên phương BC: Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 1/9 - Mã đề thi I-216
FBC = ch ⃗ F = ⃗ ⃗ BC = −26, 84 lb F.u BC Vậy hình chiếu của lực F lên phương BC của ống có chiều từ C đến B. Câu 02. Xác định lực căng trong các dây cáp AB, BC, và CD cần thiết để giữ các đèn B khối lượng 12kg và đèn C khối lượng 12kg cân bằng ở vị trí như trên hình vẽ. Ngoài ra, hãy xác định góc θ. Lời giải. • Xét cân bằng nút B, SĐVRTD như hình vẽ: ˜ T T • Hệ lực cân bằng: WB ;⃗ BA ; ⃗ BC ≡ 0; WB = 12.9, 81 = 117, 72N • Hệ phương trình cân bằng: ∑ Fx = 0 TBC − TBA .cos100 = 0 ⇒ ∑ Fy = 0 −WB + TBA .sin100 = 0 TBC − TBA .cos100 = 0 TBC = 667, 62N ⇒ ⇒ −117, 72 + TBA .sin100 = 0 TBA = 677, 92N • Xét cân bằng nút C, SĐVRTD như hình vẽ: Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 2/9 - Mã đề thi I-216
⃗ T T • Hệ lực cân bằng: WC ;⃗ CB ; ⃗ CD ≡ 0; WC = 12.9, 81 = 117, 72N; TCB = TBC = 667, 62N • Hệ phương trình cân bằng: ∑ Fx = 0 − TCB + TCD .cosθ = 0 ⇒ ∑ Fy = 0 −WC + TCD .sinθ = 0 −667, 62 + TCD .cosθ = 0 TCD = 677, 92N ⇒ ⇒ −117, 72 + TCD .sinθ = 0 θ = 10, 00 Câu 03. Tìm mômen tổng hợp của các lực đối với điểm A như trên hình. Cho F1 = 200lb, F2 = 300lb, F3 = 400lb, θ = 45◦ , a = 3 f t, b = 4 f t, c = 3 f t, d = 4 f t. Lời giải. • Mômen tổng hợp của các lực như trên hình vẽ lấy đối với điểm A, theo công thức vô hướng: 4 3 M A = ∑ Fk · dk = + F1 5 × (c + d) − F1 5 × ( a + b) − F2 × a + F3 cos θ × d Thay số ta được: M A = + 48, 6 lb · f t ⇒ Chiều mômen tổng hợp M A ngược chiều kim đồng hồ. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 3/9 - Mã đề thi I-216
Câu 04. Tìm mômen tổng hợp của hệ lực đã cho lấy đối với gốc tọa độ O và biểu diễn kết quả dưới dạng − → − → − → − → − → − → − → − → véctơ Đề các. Cho véctơ lực F1 = 20 i + 25 j − 10 k (lb), F2 = 25 i − 20 j − 10 k (lb), a = 3 f t, b = 3 f t, c = 2 f t và d = 2 f t.Tìm mômen tổng hợp của hệ lực đã cho lấy đối với gốc tọa độ O và biểu diễn kết − → − → − → − → −→ − → − → − → quả dưới dạng véctơ Đề các. Cho véctơ lực F1 = 20 i + 25 j − 10 k (lb), F2 = 25 i − 20 j − 10 k (lb), a = 3 f t, b = 3 f t, c = 2 f t và d = 2 f t. Lời giải. • Tọa độ các điểm: A(c; a; 0) ; B(c; a + b; d) • Véctơ định vị: −→ − → − → − → rOA = c i + a j + 0 k −→ − → − → − → rOB = c i + ( a + b) j + d k • Véctơ mômen tổng hợp của hệ lực đã cho lấy đối với gốc tọa độ O, theo công thức véctơ: − − − → → → − → → − − → −→ − − − → → i j k i j k −→ − −→ → − → MRO = ∑ MO ( Fk ) = rOA × F1 + rOB × F2 = + c a 0 c a+b d F1x F1y F1z F2x F2y F2z Thay số ta được: −→ − − → − → − → − → − → − → − → − → − → MRO = −30 i + 20 j − 10 k − 20 i + 70 j − 190 k = −50 i + 90 j − 200 k (lb · f t) Câu 05. Xác định các thành phần phản lực liên kết tại liên kết bản lề A và liên kết gối tựa con lăn C để dầm ở trạng thái cân bằng. Bỏ qua trọng lượng và bề dầy của dầm. Biết F1 = 600lb, F2 = 250lb, mômen M = 350 lb · f t, a = 6 f t, b = 2 f t, c = 2 f t và d = 2 f t. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 4/9 - Mã đề thi I-216
Lời giải. • Vẽ SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ lực cân bằng: ⃗ ⃗ F ⃗ F ⃗ ( A x , Ay , ⃗1 , Cy , ⃗2 , M) = 0 • Hệ phương trình cân bằng: → ∑ Fx = A x = 0   (1) ↑ ∑ Fy = Ay − F1 + Cy − F2 = 0 (2) ∑ M A = − F1 × a − Cy × ( a + b) − F2 × ( a + b + c) − M = 0 (3)  Giải hệ ta được: Ax = 0 F × a+ F2 ×( a+b+c)+ M Cy = 1 a+b Ay = F1 + F2 − Cy Thay số ta được: A x = 0 ; Cy = 806, 25 lb ; Ay = 43, 75 lb Câu 06. Xác định các thành phần nội lực: lực pháp tuyến, lực cắt và mômen uốn tại điểm C của dầm. Biết F1 = 40N, F2 = 25N, a = 3m, b = 4m, c = 4m và d = 3m. Lời giải. • Xét cân bằng dầm AB, SĐVRTD như hình vẽ: Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 5/9 - Mã đề thi I-216
• 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: NC = 0 ; VC = − 3, 21N ; MC = −97, 47 N · m ⃗ ⃗ Biện luận chiều của VC và MC Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 6/9 - Mã đề thi I-216
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 = 200lb và P2 = 50lb. Lời giải. • Xét cân bằng nút D, SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ phương trình cân bằng: 12 → ∑ Fx = 0 : P1 − FDC − 13 FDB = 0 (1) 5 ↑ ∑ Fy = 0 : − P2 − 13 FDB = 0 (2) • Xét cân bằng nút A, SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ phương trình cân bằng: → ∑ Fx = 0 : − FAB − 12 FAC = 0 (3) 13 5 ↑ ∑ Fy = 0 : 13 FAC = 0 (4) • Xét cân bằng nút B, SĐVRTD như hình vẽ: Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 7/9 - Mã đề thi I-216
• Phương trình cân bằng: 5 ↑ ∑ Fy = 0; FBC + FDB = 0 (5) 13 Giải hệ ta được: FDC = 320lb ⇒ Thanh CD chịu Kéo. FDB = −130lb ⇒ Thanh BD chịu Nén. FAB = 0lb ⇒ Thanh AB ’không làm việc’. FAC = 0lb ⇒ Thanh AC ’không làm việc’. FBC = 50lb ⇒ Thanh BC chịu Kéo. Câu 08. Xác định ứng lực trong các thanh BC, CF và FE của hệ giàn và chỉ rõ các thanh chịu kéo hay nén. Cho P1 = 600lb, P2 = 500lb và P3 = 700lb. Lời giải. • Sử dụng mặt cắt a − a đi qua các thanh EF, CF và CB. • Xét cân bằng phần giàn phía phải mặt cắt, SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ phương trình cân bằng:  1  ← ∑ Fx = 0 : FEF + FCB + √2 FCF = 0 (1)  1 ↓ ∑ Fy = 0 : P2 + P3 − √ FCF = 0 (2) 2  + ∑ MC = 0 : FEF × 4 − P3 × 4 = 0 (3)  Giải hệ ta được: Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 8/9 - Mã đề thi I-216
FEF = 700lb ⇒ Thanh EF chịu Kéo. FCB = −1900lb ⇒ Thanh CB chịu Nén. FCF = 1697lb ⇒ Thanh CF chịu Kéo. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 9/9 - Mã đề thi I-216