Basic Creative Engineering Skills

Basic Creative Engineering Skills Mechanica

November 2015

Theaterschool OTT-1

1

Basic Creative Engineering Skills

Mechanica en Constructie

November 2015

Theaterschool OTT-1

2



De leer van wat er met “dingen” (lichamen) gebeurt als er “krachten” op worden uitgeoefend Soorten Mechanica • Starre lichamen – Statica – Dynamica

• Vervormbare lichamen • Vloeistofmechanica

– Comprimeerbaar – Niet comprimeerbaar

November 2015

Theaterschool OTT-1

3



De “leer” van het bouwen van “dingen”

November 2015

Theaterschool OTT-1

4



Onderdelen van het vak: • • • • •

Statica Sterkteleer Dynamica Materiaalkunde Werktuigbouwkundig tekenen

November 2015

Theaterschool OTT-1

5



Boeken: • • • •

Mechanica voor Technici, Statica, Hibbeler Sterkteleer, Binnendijk Reader/sheets Informatieboek Tekenen (kopie)

November 2015

Theaterschool OTT-1

6



Statica behandelt het evenwicht van lichamen in rust of met constante snelheid Dynamica heeft betrekking op versnelde beweging van lichamen Statica al vanaf ~250 v.C. (Archimedes) Dynamica pas vanaf ~1600 (Galileo Galileï) De 3 wetten van Newton (~1670) November 2015

Theaterschool OTT-1

7



November 2015

Theaterschool OTT-1

8



November 2015

Theaterschool OTT-1

9



November 2015

Theaterschool OTT-1

10



• Inleiding Statica • Krachtvectoren (1) • Krachtvectoren (2) • Evenwicht puntmassa • Van 2D naar 3D

• Moment en koppel • Evenwicht star lichaam

November 2015

Theaterschool OTT-1

11



•

Fundamentele concepten – – – –

•

Basis grootheden Afgeleide grootheden Wetten van Newton Gravitatie en gewicht

Eenheden – SI – Voorvoegsels

•

Berekeningen – Gelijkheid van dimensies – Significante cijfers en afronden

•

Aanpak bij oplossen van vraagstukken

November 2015

Theaterschool OTT-1

12



Vier (4) grootheden – Lengte – Tijd – Massa – Kracht

[m] [s] [kg] [N]

meter seconde kilogram newton

(basis gh) (basis gh) (basis gh) (afgeleid)

(+ Ampere, Kelvin, Mol, Candela, Radiaal en Steradiaal)

De verbindende vergelijking: November 2015

Theaterschool OTT-1

F = ma 13



1e wet Als F=0 N, dan geen verandering van beweging

2e wet Als F0 N, dan F=ma

3e wet Actie = Reactie

November 2015

Theaterschool OTT-1

14



Twee massa’s trekken elkaar aan F G

m1  m2 r2

Aardse zwaartekracht (= gewicht) maarde F  G 2 m  g m r

g  9,81[m / s ] 2

NB. g varieert, dus gewicht is geen constante waarde

November 2015

Theaterschool OTT-1

15



Lichaam met massa 1 kg Heeft een gewicht van 9,81 N [N] = [kg.m/s2] = [kg.m.s-2] Iemand van 80 kg op een weegschaal oefent daar een kracht op uit van: 9,81.80 = 785 N NB. g varieert, dus gewicht is geen constante waarde November 2015

Theaterschool OTT-1

16



SI-eenheden – Système Internationale d’Unités – Specificeert • Lengte in meter • Massa in kilogram • Tijd in seconden • • • •

Elektrische stroom in Ampère Temperatuur in Kelvin Hoeveelheid stof in mol Lichtsterkte in candela

– Alle andere eenheden zijn afgeleid November 2015

Theaterschool OTT-1

17



Gebruik de technische notatie x,xx • 10y waarbij y veelvoud van 3 is 1.000.000 = 1.000 = 0,001 = 0,000001 = November 2015

106  mega M 103  kilo k 10-3  milli m 10-6  micro  Theaterschool OTT-1

18



• Gebruik in een berekening of vergelijking overal dezelfde dimensie • “Links” en “Rechts” moeten de dimensies blijven kloppen (check!)

November 2015

Theaterschool OTT-1

19



• Zegt iets over de nauwkeurigheid • Het aantal significante cijfers – 3 voor een antwoord – 4 voor een tussenberekening

12345,6 kg 0,67851 N 34,78.105 kg November 2015

  

12,3•103 kg 679 mN ..?..

Theaterschool OTT-1

20



1 Interpreteer

Lees zorgvuldig; zoek uit wat is gegeven en wat wordt gevraagd; doe waar nodig een aanname, en geef aan waar je dat doet.

2 Plan Bedenk welke stappen je moet doen; bedenk alternatieve routes naar het antwoord en kies de beste

3 Voer uit Voer de gekozen stappen uit; gebruik de juiste diagrammen en vergelijkingen. Maak een schatting. Voorkom rekenfouten. Kijk terug, denk na en controleer November 2015

Theaterschool OTT-1

21



Er zijn 4 krachten. Hoe bepaal je nu de resultante?

November 2015

Theaterschool OTT-1

22



Scalair Bijv. massa, volume

Vector Bijv. snelheid, kracht

Heeft grootte (+ of -)

Heeft grootte (+) en richting

Simpel optellen

Optellen met parallellogramregel

Geen speciale notatie

F of F grootte: |F|, F of |F|

November 2015

Theaterschool OTT-1

23



• Grafisch weergegeven met een pijl • Lengte geeft de grootte aan • Pijlpunt geeft de richting aan A 

Kop

A

Staart November 2015

Theaterschool OTT-1

24



Product scalair x vector a.A  Vector met grootte a.|A|=|aA|  Richting hetzelfde als a>0  Richting tegenovergesteld als a<0

November 2015

Theaterschool OTT-1

25



Optellen van vectoren R=A+B  Parallellogram regel of  Driehoeksregel A

A B

November 2015

R

Theaterschool OTT-1

B R

26



Aftrekken van vectoren R=A-B  Teken tegengestelde vector B  Parallellogram regel of  Driehoeksregel R A

-B B November 2015

Theaterschool OTT-1

27



Ontbinden van een vector • Elke vector kan ontbonden worden in twee componenten met de parallellogram regel

November 2015

Theaterschool OTT-1

28



Procedure voor optellen van twee krachten die hooguit twee onbekenden hebben Stap 1 Parallellogram regel Stap 2 Trigoniometrie

November 2015

Theaterschool OTT-1

29



• Construeer het parallellogram • Geef alle bekende hoeken en krachten aan • Identificeer de onbekende componenten • NB. hoeken in driehoek = 180° • NB. hoeken in vierhoek = 360° • Gebruik cosinusregel en sinusregel November 2015

Theaterschool OTT-1

30



• Sinus regel • Cosinus regel

November 2015

Theaterschool OTT-1

31



Parallelogram

FR en hoek θ ?

November 2015

Theaterschool OTT-1

32



Grootte van FR: 100 N 2  150 N 2  2100 N 150 N cos115  10000  22500  30000 0.4226 FR 

 212.6 N  213N

November 2015

Theaterschool OTT-1 Theaterschool OTT-2

33

33



Richting van FR (): 150N 212.6 N  sin  sin 115 150N 0.9063 sin   212.6 N   39.8    39.8  15  54.8

November 2015

Theaterschool OTT-1

34



|F| = 500 N Ontbind deze in twee componenten waarvan de werklijnen samenvallen met AB en AC. Bepaal  zodat FAC van A naar C loopt en 400 N bedraagt. November 2015

Theaterschool OTT-1

35



Parallellogram regel    FR  FAB  FAC  FR  500 N  FAC  400 N

November 2015

Theaterschool OTT-1

36



Sinusregel 400 N 500 N  sin  sin 60 400 N    sin    sin 60   500 N  sin   0.6928

  43.9

November 2015

Theaterschool OTT-1

37



Dus,

  180  60  43.9 

 76.1  

En met sinus- of cosinusregel blijkt |FAB| = 561 N November 2015

Theaterschool OTT-1

38



• Bestudeer paragraaf 2.1 t/m 2.4 • Maak

F2.1 t/m F2.6 2.1, 2.2, 2.3, 2.10, 2.11, 2.15, 2.18, 2.19, 2.22, 2.26

November 2015

Theaterschool OTT-1

39

Basic Creative Engineering Skills

Recommend Documents