290 likes | 647 Views
Kap. 3 - Likevekt. Statisk likevekt Grafisk Analytisk. Mekanikk - s. 95 – 109 Konstruksjoner i likevekt - analytisk analyse. Likevekt - resultantkraften er null Likevektsligninger. Alternativt: Tre momentligninger. Når kreftene på et legeme er i balanse ( F x = 0 og F y = 0 ),
E N D
Kap. 3 - Likevekt • Statisk likevekt • Grafisk • Analytisk
Mekanikk - s. 95 – 109Konstruksjoner i likevekt - analytisk analyse • Likevekt - resultantkraften er null • Likevektsligninger • Alternativt: • Tre momentligninger
Når kreftene på et legeme er i balanse (Fx = 0 og Fy = 0 ), vil det ikke forskyves. G=25 N 10 N 10 N 25 N
Når momentene på et legeme er balanserte (M = 0) , vil det ikke rotere. 100N 150N 1,5m 1m A 250N
Utsnitt • - Vi tar et utsnitt og ser på kreftene som virker på utsnittet. • - Et hvilketsomhelst utsnitt må være i likevekt.
Utsnitt 3 (trinse) • Eksempler på utsnitt Utsnitt 2 (tau) Utsnitt 1 (bøtte) 200N
Utsnitt 1 (bøtta) Fy = 0 F1 - 200N = 0 F1 = 200N F1 200N
F2 Utsnitt 2 (tauet) Fy = 0 F2 - 200N = 0 F2 = 200N (Strekkraften i tauet er 200N) F1 = 200N
Trinser og tau (eller kabler, lenker) • - Strekkraften i tauet er like stor på hver side av trinsen. Vi forutsetter at trinser er fullstendig fri til å rotere.
F3 Utsnitt 3 (trinsa) Fy = 0 F3 - 200N - 200N = 0 F3 = 400N F2 = 200N 200N
Likevektsligninger F1 F2 FAx y x FAy FB
F2y F2 F1x • Likevektsligninger b F2x c y F1 d F1y p FAx a x FAy FB - FAx + F1x + F2x = 0 FAy + FB - F1y + F2y = 0 F1x· b + F1y· c + F2x· d – F2y· a - FB· a = 0
Laster på konstruksjoner • Jevnt fordelt last y q - kN/m x Resultant av fordelt last = q L - angriper midt på bjelken
B • Eksempel: Finn kraften i bjelken og kablene som må tåle den viste belastningen Utsnitt 2 Kabel (1) 15o 45o C Kabel Bjelke (3) (2) G=50kN Utsnitt 1 A
F3 Bruk utsnitt 1for å finne kraften i kabel (3) Fy= 0 F3 - 50kN = 0 F3= 50 kN Kabel (3) G=50kN
Tegn utsnitt 2 (ved punkt B) -anta retningen til de ukjente kreftene. Hvis den beregnede kraften er positiv, er din antagelse riktig. Får du et negativt svar, betyr det at kraften peker i motsatt retning. B y F1 45o x 60o F2 50kN
F1x = F1cos30o F1y = F1sin30o F2x = F2 sin45o F2y = F2 cos45o F2x F1x B y F1y F1 45o x F2y 60o F2 50kN
FX = 0 -F1cos30o- F2sin45o = 0 F1= -F2 sin45o= -0.816 F2 (Likn. 1) cos30o Fy = 0 -50kN - F2 cos45o- F1sin30o = 0 F2= (-F1 sin30o- 50kN ) cos45o F2 = -0.50 (F1) - 50kN (Likn. 2) 0.707
(2 likninger og 2 ukjente) F2 = -0.50 (F1) -50kN 0.707 F2 = -0.50 (-0.816 F2) -50kN 0.707 F2 = 0.408 F2- 50kN 0.707
F2 = 0.577 F2 - 70.7 kN 0.423F2 = -70.7 kN F2 = 167.3 kN (trykk) F1 = -0.816 F2 = -0. 816 (-167.3 kN) F1 = 136.6 kN (strekk)
136.6 kN (strekk) Oversiktlig presentasjon av svarene (kreves ikke): B 167.3 kN (trykk) C 50kN (strekk) G=50kN A
Oppsummering av metoden: 1. Tegn utsnitt (eller se på hele konstr.) 2. FX = 0 3. FY = 0 4. M= 0 (var ikke nødv. i dette eks.) 5. Løs likningene; finn de ukjente kreftene
Parallelle krefter i likevekt - Når ikke alle kreftene virker gjennom samme punkt, må vi også regne på moment-likevekt. - Typisk eksempel: Skal finne reaksjonskreftene (AY & BY) på en “fritt opplagt” bjelke: A B
A B Metode for å beregne Ay og By : 1. MA= 0eller MB= 0 ) 2. FY= 0 3. Fx= 0 ( Ax = 0) 4. MB= 0 (som kontroll) (Rekkefølgen kan byttes på.)
Talleksempel: Beregn reaksjonskreftene 2kN 3kN 1kN 5 6 4 7 A B 22
Ser på hele konstr. under ett (Ikke hensiktsmessig å regne på et utsnitt.) 2kN 3kN 1kN 5 6 4 7 AX B A 22 BY AY
1) MA= 0 -1 (4) - 2 (4+5) - 3 (4+5+6) + BY (22) = 0 BY (22) = 4 + 18 + 45 BY= 67 = 3,05 kN 22
2) FY = 0 -1 - 2 - 3 + AY + BY =0 AY + BY= 6 kN AY = 6kN - BY AY= 6 kN -3,05 kN = 2,95 kN 3) Fx = 0 AX = 0
4) Kontroll: MB= 0 3 (7) + 2 (6+7) + 1 (5+6+7) - AY (22) = 0 21 + 26 + 18 = AY (22) AY= 21+26+18 = 65 = 2,95 kN 22 22