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-222)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn sinh viên cùng tham khảo 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-222) dưới đây giúp các em dễ dàng hơn trong việc ôn tập và nâng cao kiến thức chuẩn bị cho kì thi sắp tới. Chúc các em đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới!

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-222)

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-222 Môn thi: Cơ học cơ sở 1 (Đề gồm 3 trang) Thời gian làm bài: 24 giờ Câu 01. Một khúc gỗ được kéo bởi hai máy kéo như trên hình vẽ. Hãy xác định độ lớn của hai lực F A và FB nếu hợp lực của chúng có độ lớn FR = 15kN có phương nằm trên trục x và có chiều hướng theo chiều dương trục x. Cho góc θ = 20◦ . Câu 02. Các tải trọng D và F có cùng trọng lượng là 5lb. Xác định tải trọng E để khi hệ ở trạng thái cân bằng thì độ võng s = 3 f t. Bỏ qua kích thước của các ròng rọc. Câu 03. Cho 2 ngẫu lực như hình vẽ, tính mômen tổng hợp của hai ngẫu lực này. Biết F1 = 250lb, F2 = 200lb, θ = 60◦ , a = 2in., b = 5in., c = 3in., d = 4in. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 1/3 - Mã đề thi I-222
Câu 04. Biểu diễn mômen của ngẫu lực tác dụng trên một kết cấu ống như trong hình theo dạng toạ độ −→ − → − → − → véctơ Đề các. Cho véctơ lực F = 3 i − 6 j − 2 k ( N ), a = 0, 4m, b = 0, 5m và c = 0, 6m. Câu 05. Xác định các thành phần phản lực liên kết tại liên kết bản lề B và liên kết gối tựa con lăn A để dầm ở trạng thái cân bằng. Bỏ qua trọng lượng và bề dầy của dầm. Biết F1 = 20kip, F2 = 20kip, q = 4kip/ f t, a = 15 f t, b = 30 f t và c = 15 f t. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 2/3 - Mã đề thi I-222
Câu 06. Xác định các thành phần nội lực: lực pháp tuyến, lực cắt và mômen uốn tại điểm C của dầm. Biết q = 40N/m, a = 4, 5m, b = 9m và c = 9m. 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 = 700lb và P2 = 400lb. Câu 08. Xác định ứng lực trong các thanh EF, CF và BC. Chỉ rõ các thanh đó chịu kéo hay nén khi P1 = 5kN, P2 = 7kN. 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-222
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-222 Môn thi: Cơ học cơ sở 1 (Lời giải gồm 8 trang) Thời gian làm bài: 24 giờ ĐỀ BÀI VÀ LỜI GIẢI Câu 01. Một khúc gỗ được kéo bởi hai máy kéo như trên hình vẽ. Hãy xác định độ lớn của hai lực F A và FB nếu hợp lực của chúng có độ lớn FR = 15kN có phương nằm trên trục x và có chiều hướng theo chiều dương trục x. Cho góc θ = 20◦ . Lời giải. • Vẽ hình bình hành lực: • Áp dụng định lý hàm sin ta có: FR FA FB 0 = 0 = sin 125 sin 20 sin 350 Suy ra: 15 sin 200 FA = = 6, 26 kN sin 1250 15 sin 350 FB = = 10, 50 kN sin 1250 Câu 02. Các tải trọng D và F có cùng trọng lượng là 5lb. Xác định tải trọng E để khi hệ ở trạng thái cân bằng thì độ võng s = 3 f t. Bỏ qua kích thước của các ròng rọc. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 1/8 - Mã đề thi I-222
Lời giải. • Xét cân bằng nút A, SĐVRTD như hình vẽ: ⃗ T T • Hệ lực cân bằng: WE ; ⃗ AB ; ⃗ AC ≡ 0 Vì B và C là các ròng rọc, ta có: TAB = TBD = WD = 5lb TAC = TCF = WF = 5lb • Hệ phương trình cân bằng: ∑ Fx = 0 TAC . 4 − TAB . 4 = 0 5 5 ⇒ 3 3 ∑ Fy = 0 −WE + TAC . 5 + TAB . 5 = 0 TAC − TAB = 0 TAC = TAB = 5 lb ⇒ ⇒ −WE + 5. 3 + 5. 5 = 0 5 3 WE = 6 lb Câu 03. Cho 2 ngẫu lực như hình vẽ, tính mômen tổng hợp của hai ngẫu lực này. Biết F1 = 250lb, F2 = 200lb, θ = 60◦ , a = 2in., b = 5in., c = 3in., d = 4in. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 2/8 - Mã đề thi I-222
Lời giải. • Theo công thức vô hướng, mômen ngẫu lực tổng hợp của hai ngẫu lực đã cho: MR = ∑ Fk · dk = + F1 cos θ × b − F2 4 × d 5 Thay số ta được: MR = − 15, 0 lb · in. ⇒ Chiều mômen ngẫu lực tổng hợp MR thuận chiều kim đồng hồ. Câu 04. Biểu diễn mômen của ngẫu lực tác dụng trên một kết cấu ống như trong hình theo dạng toạ độ −→ − → − → − → véctơ Đề các. Cho véctơ lực F = 3 i − 6 j − 2 k ( N ), a = 0, 4m, b = 0, 5m và c = 0, 6m. Lời giải. • Tọa độ các điểm: A(0; 0; − a) ; B(0; c; − a − b) • Véctơ định vị: − → − → − → − → r AB = 0 i + c j − b k Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 3/8 - Mã đề thi I-222
• Véctơ mômen của ngẫu lực đã cho bằng tổng mômen của các lực thuộc ngẫu lấy đối với điểm A, theo công thức véctơ: − − − → → → − → − − → → i j k − → − → M = ∑ M A ( Fk ) = r AB × F = 0 c −b Fx Fy Fz Thay số ta được: − → − → − → − → M = 2, 6 i + 2, 4 j + 3, 6 k ( N · m) Câu 05. Xác định các thành phần phản lực liên kết tại liên kết bản lề B và liên kết gối tựa con lăn A để dầm ở trạng thái cân bằng. Bỏ qua trọng lượng và bề dầy của dầm. Biết F1 = 20kip, F2 = 20kip, q = 4kip/ f t, a = 15 f t, b = 30 f t và c = 15 f t. Lời giải. • Vẽ SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ lực cân bằng: F ⃗ F, B B F (⃗1 , Ay , ⃗ ⃗ x , ⃗ y⃗2 ) = 0 ; ( F = q × b) • Hệ phương trình cân bằng: → ∑ Fx = Bx = 0   (1) ↑ ∑ Fy = − F1 +Ay − F + By − F2 = 0 (2) b2 ∑ MB = F1 × ( a + b) − Ay × b + q × 2 − F2 × c = 0 (3)  Giải hệ ta được: Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 4/8 - Mã đề thi I-222
Bx = 0 2 F ×( a+b)+q× b − F ×c 2 Ay = 1 b 2 By = F1 − Ay + q × b + F2 Thay số ta được: Bx = 0 ; Ay = 80kip ; By = 80 kip Câu 06. Xác định các thành phần nội lực: lực pháp tuyến, lực cắt và mômen uốn tại điểm C của dầm. Biết q = 40N/m, a = 4, 5m, b = 9m và c = 9m. Lời giải. • Xét cân bằng dầm AB, SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ lực cân bằng: ⃗ ⃗ F F B q×b q×c ( A x , Ay , ⃗1 , ⃗2 , ⃗ y ) = 0 ( F1 = 2 ; F2 = 2 ) • Hệ phương trình cân bằng: → ∑ Fx = A x = 0 (1) b 2c ∑ MB = − Ay × (b + c) + F1 × ( 3 + c) + F2 × 3 = 0 (2) Giải hệ (1) và (2) ta được: F1 × (b + 3c) + 2F2 × c A x = 0; Ay = 3( b + c ) • Xét cân bằng đoạn dầm AC, SĐVRTD như hình vẽ: Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 5/8 - Mã đề thi I-222
• Hệ lực cân bằng: ⃗ ⃗ F ⃗ ⃗ ⃗ q× a q1 × a q × a2 ( A x , Ay , ⃗3 , NC , VC , MC ) = 0 ( q1 = b ; F3 = 2 = 2b ) • Hệ phương trình cân bằng: → ∑ Fx = A x + NC = 0   (3) ↑ ∑ Fy = Ay − F3 − VC = 0 (4) F3 × a ∑ MC = − A y × a + 3 + MC = 0 ( 5 )  Giải hệ (3), (4) và (5) ta được: NC = 0 2 VC = Ay − F3 = F1 ×(b+3c)+2F2 ×c 3( b + c ) − q× a 2b F3 × a F1 ×(b+3c)+2F2 ×c q × a3 MC = A y × a − 3 = 3( b + c ) ×a− 6b Thay số ta được: NC = 0 ; VC = 135N ; MC = 742, 5 N · m 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 = 700lb và P2 = 400lb. Lời giải. • Xét cân bằng nút A, SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ phương trình cân bằng: → ∑ Fx = 0 : FAB + FAD cos 45o = 0 (1) ↑ ∑ Fy = 0 : − P1 − FAD sin 45o = 0 (2) • Xét cân bằng nút B, SĐVRTD như hình vẽ: Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 6/8 - Mã đề thi I-222
• Hệ phương trình cân bằng: → ∑ Fx = 0 : − FAB + FBC = 0 (3) ↑ ∑ Fy = 0 : − P2 − FBD = 0 (4) • Xét cân bằng nút D, SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ phương trình cân bằng: → ∑ Fx = 0 : − FAD sin 45o + FDC cos 45o + FDE = 0 (5) ↑ ∑ Fy = 0 : FBD + FAD cos 45o + FDC cos 45o = 0 (6) Giải hệ ta được: FAB = 700lb ⇒ Thanh AB chịu Kéo. FAD = −989, 95lb ⇒ Thanh AD chịu Nén. FBC = 700lb ⇒ Thanh BC chịu Kéo. FBD = −400lb ⇒ Thanh BD chịu Nén. FDC = 1555, 6lb ⇒ Thanh CD chịu Kéo. FDE = −1800lb ⇒ Thanh DE chịu Nén. Câu 08. Xác định ứng lực trong các thanh EF, CF và BC. Chỉ rõ các thanh đó chịu kéo hay nén khi P1 = 5kN, P2 = 7kN. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 7/8 - Mã đề thi I-222
Lời giải. • Sử dụng mặt cắt a − a đi qua các thanh EF, CF và BC. • Xét cân bằng phần giàn phía trên mặt cắt, SĐVRTD như hình vẽ: • Hệ phương trình cân bằng:  → ∑ Fx = 0 :  P1 − FCF = 0 (1) ↑ ∑ Fy = 0 : − FEF − FCB = 0 (2) ∑ MC = 0 : FEF × 1, 5 − P1 × 2 = 0 (3)  Giải hệ ta được: FEF = 6, 7kN ⇒ Thanh EF chịu Kéo. FCF = 5kN ⇒ Thanh CF chịu Kéo. FCB = −6, 7kN ⇒ Thanh BC chịu Nén. Cơ học cơ sở 1 - GĐ 1 - Học Kỳ I (2021-2022) Trang 8/8 - Mã đề thi I-222