در این مقاله در رابطه با نحوه حل مسائل و تمرینات درس استاتیک و چگونگی تسلط بر این درس توضیح داده شده است. استاتیک برای رشته های فنی و مهندسی یک درس مهم است و تسلط بر آن باعث می شود دانشجو در سایر دروس هم موفق عمل کند.
پیشنهاد ویژه ایران مدرس: مباحث مورد سوال در امتحان استاتیک مهندسی مکانیک - برای مشاهده لیست اساتید استاتیک بر روی عبارت تدریس خصوصی استاتیک کلیک نمائید.
نحوه حل مسائل استاتیک در مبحث تعادل دو بعدی و سه بعدی
در واقع مهمترین مبحث در درس استاتیک مبحث تعادل است. مسائل تعادل به صورت 2 بعدی و 3 بعدی در استاتیک مورد بررسی قرار می گیرند. خیلی از مباحث دیگر درس استاتیک به صورت مستقیم به بحث تعادل بستگی پیدا می کند. به عنوان مثال برای تحلیل خرپا و قاب ها و ماشین ها لازم است دانشجو به صورت کامل بر مبحث تعادل مسلط باشد. در درس های دیگر مهندسی مکانیک و عمران و ... مانند درس های مقاومت مصالح 1 و 2 هم مبحث تعادل بسیار مهم است. بسیاری از دانشجویان در مبحث تعادل ذره و یا تعادل جسم صلب در حالت دو بعدی اشکالی ندارند. اما معمولا تعادل جسم صلب در حالت 3 بعدی برای بسیاری از دانشجویان چالش برانگیز است. برای اینکه بتوانید تمرینات و مباحث تعادل را به خوبی حل کنید در مرحله اول باید مبحث گشتاور را به خوبی یاد بگیرید. خصوصا در حالت 3 بعدی که برای محاسبه گشتاور از تعریف ضرب خارجی استفاده می شود تسلط بر این مبحث کاملا مهم است. باید معادله تعادل گشتاور را حول نقطه یا خطی بنویسید که بیشترین مجهول روی آن نقطه یا خط وجود دارد. به این ترتیب معادلات تعادل فرم راحت تری پیدا می کند. برای حل مسائل تعادل باید ابتدا نمودار جسم آزاد را رسم کنید و جسم مورد بررسی را از محیط اطراف جدا نمائید. نکته دیگر اینکه باید انواع تکیه گاهها را خوب بشناسید و عکس العمل هایی که هر تکیه گاه ایجاد می کند را خوب بلد باشید.
برای مطالعه بیشتر در زمینه تعادل در استاتیک نحوه تحلیل مسائل تعادل ذره و جسم صلب در درس استاتیک و ایستایی و دانلود جزوه استاتیک: تعادل را مطالعه نمائید.
چگونگی تحلیل مسائل استاتیک مبحث خرپا و قاب ها و ماشین ها
یکی از مباحث مهم در درس استاتیک و ایستایی مبحث خرپا و قاب ها و ماشین ها است. خرپا ها و قاب ها سازه هایی هستند که برای تحمل بار مورد استفاده قرار می گیرند. ماشین ها برای انتقال نیرو و یا تغییر جهت نیرو مورد استفاده قرار می گیرند. تفاوت اصلی قاب ها با خرپا در این است که در خرپا همه ی عضوها دو نیرویی هستند ولی در قاب حداقل یک عضو که بیشتر از دو نیرو را تحمل می کند وجود دارد. برای تحلیل مسائل مرتبط با خرپا، قاب و ماشین ها از معادلات تعادل استفاده می شود. بنابراین باز هم تاکید می شود که مبحث تعادل به عنوان اساسی ترین مبحث استاتیک را باید خیلی خوب یاد بگیرید. برای تحلیل خرپا دو روش وجود دارد. در روش گره یا مفصل از یکی از گره های خرپا که بیشتر از دو نیروی مجهول به آن متصل نیست شروع کرده و معادلات تعادل را برای آن گره می نویسیم. در ادامه گره به گره پیش می رویم تا نیرو در همه ی عضوهای خرپا بدست بیاید. در روش مقطع زدن یک برش فرضی می زنیم و معادلات تعادل را برای بخشی از خرپا می نویسیم. در ادامه مقالاتی معرفی می شود که این دو روش را به خوبی توضیح داده است. برای حل مسائل مرتبط با قاب ها و ماشین ها هم معادلات تعادل مورد استفاده قرار می گیرند. ابتدا معادلات تعادل را برای کل سازه می نویسیم و در ادامه اگر لازم شد عضوها را از هم تفکیک کرده و برای بخشی از قاب یا ماشین هم معادلات را می نویسیم.
مطالعه کنید: مقاله نحوه حل مسائل و تمرینات خرپا در درس استاتیک و ایستایی و فیلم آموزشی - نحوه استفاده از روش برش زدن و مقطع زدن برای تحلیل خرپا مفید هستند.
نحوه حل تمرینات استاتیک مبحث مرکز سطح و ممان اینرسی
از مباحث دیگر استاتیک مبحث مرکز سطح و ممان اینرسی است. مبحث مرکز سطح هم به خودی خود می تواند مورد سوال قرار بگیرد و هم اینکه استفاده از آن در تبدیل بارهای گسترده به بار متمرکز مهم است. برای بدست آوردن مرکز سطح معمولا از روابط انتگرالی استفاده می شود. باید یک المان سطح مناسب بر روی شکل در نظر گرفت و با استفاده از آن و روابط انتگرالی ای که وجود دارد مرکز سطح را محاسبه نمود. چالش برانگیزترین قسمت این سوالات این است که یاد بگیرید المان سطح را چگونه در نظر بگیرید. المان سطح در حالت دو بعدی می تواند افقی، عمودی و یا مربع شکل باشد. باید به اندازه کافی از این مبحث تمرین حل کنید تا بتوانید مسائل آن را حل نمائید. در مبحث مرکز سطح نوع دیگری از سوالات وجود دارد و مرکز سطح یک شکل مرکب را باید محاسبه نمائید. در این حالت شکل مرکب با شکل های متعارف تجزیه شده و با استفاده از فرمول هایی که وجود دارد مرکز سطح بدست می آید. ممان اینرسی و یا گشتاور دوم سطح هم مبحث مهم دیگری است که بلد بودن آن بسیار مهم است. ممان اینرسی در واقع نحوه توزیع مساحت حول یک محور یا نقطه مشخص را نشان می دهد. در همین سایت ایران مدرس در زمینه مرکز سطح و ممان اینرسی مطالب خوبی ارائه شده است که در ادامه تعدادی از آنها معرفی می گردد. در درس مقاومت مصالح از مباحث مرکز سطح و ممان اینرسی به مقدار بسیار زیادی استفاده می شود (به عنوان مثال در مسائل مرتبط با محاسبه تنش ناشی از گشتاور خمشی).
پیشنهاد می شود مقاله دانلود جزوه استاتیک: ممان اینرسی یا فیلم آموزشی - آموزش ممان اینرسی به زبان ساده از درس استاتیک و ایستایی را هم ببینید.
چگونگی تحلیل مسائل استاتیک مبحث اصطکاک
یکی دیگر از مباحث مهم در درس استاتیک مبحث اصطکاک است. در واقع بسیاری از مسائلی که دانشجو در فصل های قبل با آن سر و کار داشته است با وارد شدن مبحث اصطکاک می تواند به عنوان یک مسئله جدید مورد سوال قرار بگیرد. به عنوان مثال در مبحث قرقره ها وقتی فرض می شود قرقره بدون اصطکاک است کشش طناب در دو طرف آن با یکدیگر مساوی می باشد. اما وقتی اصطکاک در نظر گرفته می شود کشش طناب در دو طرف دیگر با هم برابر نیست. در بسیاری از مسائل استاتیک که شامل اصطکاک است قبل از انجام هر کاری باید حرکت کردن یا نکردن جسم را با توجه به داده های سوال تشخیص داد و حتی بعضا در سطح شیبدار اینکه جسم به سمت پایین و یا بالا حرکت می کند در ابتدای کار قابل تشخیص نیست. بنابراین حل کردن مسائل اصطکاک به دقت بالا و تحلیل قوی نیاز دارد. نکته بسیار مهمی که وجود دارد این است که تا وقتی جسم شروع به حرکت نکرده است نیروی اصطکاک با نیروی اعمالی و وارد بر جسم برابر است. البته برای بدست آوردن مقدار ماکزیمم نیروی اصطکاک ایستایی فرمولی وجود دارد و برای بدست آوردن نیروی اصطکاک جنبشی هم باید ضریب اصطکاک جنبشی در نیروی عمود بر سطح ضرب شود. برای تحلیل مسائل اصطکاک باید مواردی که گفته شد را در نظر گرفت و تمرین های زیادی را مورد بررسی قرار داد تا به تسلط کافی رسید.
مطالعه مقاله دانلود جزوه استاتیک: اصطکاک و 12 نکته در رابطه با اصطکاک و نیروی اصطکاک برای یادگیری اصطکاک کاملا مفید است.
نحوه حل مسائل استاتیک مبحث نمودار نیروی برشی و گشتاور خمشی
مبحث مهم دیگری که در درس استاتیک مورد بررسی قرار می گیرد رسم نمودار نیروی برشی و گشتاور خمشی است. در این مبحث تیرهایی که تحت بارگذاری عرض قرار دارند مورد بررسی قرار می گیرند. برای تیری که تحت بارگذاری عرضی قرار دارد می توان در هر مقطع دلخواه یک برش فرضی در نظر گرفت و نیروهای داخلی را محاسبه نمود. نیروهای داخلی در این حالت شامل یک نیرو عمود بر سطح که با N نمایش داده می شود، یک نیروی مماس بر سطح V و یک گشتاور خمشی M است. با در نظر گرفتن برش فرضی و نوشتن معادلات تعادل برای بخش ساده تر تیر می توان نیروهای داخلی را محاسبه نمود. برای اینکه بتوان کل تیر را به صورت یکجا مورد بررسی قرار داد و مقطع بحرانی را تشخیص داد می توان نمودار همین نیروهای داخلی در امتداد تیر را رسم نمود. برای رسم نمودار نیروی برشی و گشتاور خمشی بین هر دو نیرو یا هر نیرو و تکیه گاه یک برش در فاصله دلخواه x در نظر گرفته و نیروهای داخلی را به صورت تابعی از x بدست می آوریم. در ادامه می توانیم نمودار نیروی برشی و گشتاور خمشی را با در دست داشتن این معادلات رسم نمائیم و محل و مقدار نیروی برشی و گشتاور خمشی ماکزیمم را تشخیص دهیم. معمولا در تیرهایی که بار عرضی تحمل می کنند گشتاور خمشی به نسبت نیروی برشی اهمیت بالاتری دارد و مقطع بحرانی مقطعی در نظر گرفته می شود که بیشترین گشتاور خمشی را تحمل می نماید.
مطالعه مقاله دانلود جزوه تدریس استاتیک، مبحث گشتاور و نحوه محاسبه گشتاور نیرو در درس استاتیک به زبان ساده هم مفید است.
برای مشاهده لیست مدرسین استاتیک بر روی عبارت اساتید خصوصی استاتیک کلیک کنید. دانلود جزوه استاتیک: نیروهای گسترده
منبع: ایران مدرس
