Transcript Tenta130403

Mekanik, LTH
Tentamensskrivning i Mekanik (FMEA30)
Del 1 Statik och partikeldynamik
Onsdagen den 3 April 2013, kl. 14-19
Namn(texta):…………………………………………………………………….
ÅRSKURS M:…...
Personnr:………………………………
Namn(signatur)…………………………..……………
Skrivningen består av 5 uppgifter. Kontrollera att alla uppgifterna är med i häftet!
Lösningarna till uppgifterna skall renskrivas (snyggt) och redovisas på utrymmet under
respektive uppgift. Använd även utrymmet på baksidan av pappret, om det är nödvändigt.
Införda storheter och beteckningar skall definieras (och ev. markeras i figur). Uppställda
ekvationer motiveras. Räkningarna skall redovisas i den omfattning att de lätt kan följas.
Tillåtna hjälpmedel: Utdelade formelsamlingar i Mekanik och gymnasieformelsamling samt
miniräknare.
Sammanställning av skrivresultat:
Uppgift
Kommentar/bedömning
Poäng(0-3)
1
2
3
4
5
Summa
Betyg
Leg:……
1
1.
En stel, rak vertikal stång ED, med cirkulärt
tvärsnitt, är vid E fast inspänd i ett fundament.
En balk OBC är böjd i rät vinkel vid B och i sin
ena ändpunkt O försedd med en påsvetsad
hylsa A. Hylsan, som har ett cirkulärt hål, är
uppträdd på den vertikala stången enligt
vidstående figur. Kontakten mellan stång och
hylsa är glatt. Balken är upphängd i en
fullkomligt böjlig lina CD och belastas i
punkten B med kraften F= j (− F ) där F > 0 .
Bestäm, vid jämvikt enligt figuren och i ett läge
då balkdelen BC är parallell med z-axeln i
koordinatsystemet (i j k )O , spännkraften i
linan och reaktionen (kraft och moment) från
stången på hylsan i origo O. (3p)
F
b
a
O
c
Försumma inverkan av tyngdkraften.
Statik och partikeldynamik för M, 2013-04-03
2
2.
Ett plant fackverk består av sju lätta, lika
långa, stela stänger som i knutpunkterna
är förenade med friktionsfria leder enligt
vidstående figur. Fackverket har stöd vid
A och E. Stängerna AC, CE och BD är
horisontella. I knutpunkten C är en
cirkulär trissa friktionsfritt lagrad på en
axel genom C. En fullkomligt böjlig lina
är fast förankrad i sin ena ändpunkt F och
sträcker sig därefter i vertikal riktning
varefter den löper över trissan. Linans
andra ändpunkt belastas med en dragkraft
S S= 2kN . Linan bildar här
S med =
C
F
60°
S
vinkeln 60° med stången CE. Bestäm, vid
jämvikt, krafterna i stängerna BD, CD,
och CE. (3p)
Statik och partikeldynamik för M, 2013-04-03
3
3. En mejerinyckel består av två delar. En
käft BD och en käft med handtag ADE.
De båda käftarna är förbundna med en
axel i punkten D. Käftarnas lagring på
axeln är friktionsfri. Tången griper om ett
fixt cylindriskt rör C. Bestäm det minsta
statiska friktionstal µ s , mellan cylinder
och käftar, som krävs för att glidning
mellan rör och käftar skall undvikas
oberoende av den anbringade kraftens
P > 0 storlek. Försumma tyngdkraftens
inverkan. (3p)
Statik och partikeldynamik för M, 2013-04-03
4
4. En partikel med massan m befinner sig i
en cirkulär-cylindrisk behållare med
radien r . Cylinderns bottenyta är
horisontell. Partikeln är i kontakt med
bottenytan och cylinder-väggen då den, i
läge A med θ = 0 , ges en begynnelsefart
v0 i tangentialriktningen. Kontakten
mellan partikeln och bottenytan är glatt
och kontakten mellan partikeln och
cylinderväggen är sträv med det
kinematiska friktionstalet µk .
a) Ställ upp rörelseekvationerna för
partikeln. (2p)
b) Bestäm partikelns fart v som funktion
av vinkeln θ . (1p)
g
O
θ
A
Tyngdaccelerationen g = g
Statik och partikeldynamik för M, 2013-04-03
5
5. En hylsa med massan m kan röra sig i ett
vertikalplan längs en stång som består av
en rak horisontell del och en halvcirkelbåge med radien r . Kontakten
mellan hylsa och stång är glatt. En lätt
fjäder med naturliga längden l0 = r och
fjäderkonstanten k förenar hylsan med
den fixa punkten O enligt vidstående
figur. Hylsan släpps från vila i läge A.
g
a) Bestäm hylsans fart i läge B. (2p)
b) Bestäm normalkraften från stången på
hylsan i läge B. (1p)
Tyngdaccelerationen g = g
Statik och partikeldynamik för M, 2013-04-03
6
Statik och partikeldynamik för M, 2013-04-03
7