Mérnöki alapok 1. előadás

Mérnöki alapok 1. előadás Készítette: dr. Váradi Sándor

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék

1111, Budapest, Műegyetem rkp. 3. D ép. 334. Tel: 463-16-80 Fax: 463-30-91 http://www.vizgep.bme.hu

Adminisztratív összefoglaló 

     

A Hidraulika és Hidrogépek Tanszék vezetője: 1900-tól Bánki Donát (a Bánki-motor, a porlasztó és a Bánki-féle vízturbina feltalálója) Mai név: Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék Helye: D. épület III. emelet Labor: L épület Honlap: www.hds.bme.hu Jegyzetek: Általános géptan 4504; Általános géptan példatár 45037 Jegyzetelés: toll, rajzok szabadkézzel ceruzával (radír) Mérnöki alapok. 1. előadás

„Mérnök az az ember, aki egy adott feladatot, adott eszközökkel, adott idő alatt megold (Borbély Samu gépészmérnök, alkalmazott matematikus) „A gépészmérnöki hivatás felelősségteljes gyakorlásához az alapos szaktudáson felül széles látókörre és erkölcsi értékkel párosult jellemerőre és felelősségtudásra van szükség” (Pattantyús Ábrahám Géza mérnökgenerációk felnevelője)

Mérnöki alapok. 1. előadás

Nem arra törekszünk a tárgy tanításakor, hogy az alábbi képességeket kifejlesszük:







Az indiai Shakuntala Dévi két véletlenszerüen kiválasztott 13 jegyű számot fejben összeszorzott 28 másodperc alatt A világ leggyorsabb „gyökvonója” a holland William Klein 1980-ban egy 500 jegyű szám 73. gyökét számolta ki 2 perc 9 másodperc alatt A kínai Lu Chao 2005-ben azzal állított fel Guinness rekordot, hogy – 24 óra és 4 perc alatt – felsorolta a pi 67890 elemét


A tárgy célkitűzése: A tárgy a középiskolás fizika általános törvényeire támaszkodva bevezeti a gépek és folyamatok vizsgálatához szükséges fogalmakat és módszereket. Bemutatja a mérnöki folyamatok tárgyalási módját és bevezet néhány gépészmérnöki terület vizsgálatába. A tárgy követelményeit teljesítő hallgatók kellő ismerettel rendelkeznek az egyszerű gépek és folyamatok elemzéséhez, alapismeretekkel rendelkeznek a gépészmérnöki tudomány néhány területéről.


Fizikai összefoglaló (klasszikus newtoni mechanika) Alapmennyiségek:

Mennyiség Távolság, hossz Tömeg Idő

Dimenzió L M T

Mértékegység m kg s

Mennyiség=mérőszám*mértékegység pl. d=90 mm átmérő cm csípőbőség km Bp. – Kecskemét távolság Mérnöki alapok. 1. előadás

Mozgás A test helye időben változik, valamihez képest Vonatkoztatási rendszer: - kajak mozog felfelé a Dunán.  Szemlélhető a partról (horgász);  vízből (vadkacsa);  kajakból (sportoló)


Sebesség Egyenes vonalú egyenletes mozgásnál a megtett út arányos az idővel: s ~ t A sebesség (ebben az esetben) Mértékegysége: [m/s] Változó sebességű mozgásnál v=v(t)  Pillanatnyi sebesség



átlagsebesség

s vt v s/t v

vátl

s ds t dt sössz tössz


Gyorsulás Időegységre eső sebességváltozás:

v t

a

Ha a gyorsulás állandó: ekkor a sebesség az idővel egyenesen arányosan változik

a

v t

Dimenziója: sebesség/idő (L/T2)

Mértékegysége: m/s2 Mérnöki alapok. 1. előadás

dv dt

Szemléltetés (grafikon, diagram a mérnöki gondolkodás segédeszköze) Állandó sebességű mozgások

s

1200 1000

s

s [km]

800

vt

so

600 400 200 0 0

1

2

3

4

5

6

t [h] gyalogos

autó

hang

Sebesség állandó: v=tg az egyenes meredeksége Mérnöki alapok. 1. előadás

vt

1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

v [km/h]

60

40

20

0 0

1

2

3

4

5

t [h] v

a


2

80

a [m/s ]

Autó sebessége és gyorsulása (v=áll. és a=0)

Állandó gyorsulású mozgás 200

s [km]

150 100 50 0 0

1

2

3

4

5

6

-50 t [h] áll. gyors.

meredekség


100

18 16

80

14

60

10 8

40

6 4

20

2 0

0 0

1

2

3

4

5

t [h] v

a


a [m/s2]

v [km/h]

12

Erő A test mozgásállapotát erőhatás változtatja meg, ennek a mértéke az erő Tehetetlenség: csak erőhatás változtatja meg a mozgásállapotot, ezt a tulajdonságot nevezzük tehetetlenségnek


NEWTON 1. törvénye Minden test nyugalomban marad vagy megtartja egyenes vonalú egyenletes mozgását, amíg erő ennek megváltoztatására nem kényszeríti (tehetetlenség törvénye) Inercia rendszer: olyan vonatkoztatási rendszer ahol NEWTON 1. törvénye igaz


NEWTON 2. törvénye Tömegpontra ható „F” erő saját irányában gyorsít és az „F” gyorsító erő arányos az „a” gyorsulással, az „m” tömeg az arányossági tényező

F

ma

Több erő esetén az eredő irányba hat

Fi

ma Mérnöki alapok. 1. előadás

NEWTON 3. törvénye Hatás – ellenhatás törvénye


MUNKA Erő és erőirányú elmozdulás szorzata (ha az erő és az elmozdulás párhuzamos, F║s akkor W Fs Dimenzió: erő*távolság ML/T2*L=ML2/T2 Mértékegység: Nm=Joule=J Ha a test „s” úton „F” erő hatására mozog, akkor

Wi

Fi s s

W

Wi

Fi s

Nem a végpontok, hanem az útvonal függvénye (folyamat jellemző) Mérnöki alapok. 1. előadás

ENERGIA Munkavégző képesség, tárolt munka, amely felhasználható

Fajtái: helyzeti, mozgási, villamos, belső, … stb. Mértékegysége: Nm=Joule=J


TELJESÍTMÉNY Időegység alatt végzett munka

Mértékegysége:

Nm s

P J s

W t W


FORGÓ MOZGÁS alapfogalmai A műszaki életben előforduló mozgások 80-90%-a forgó mozgás

SZÖGELFORDULÁS Forgó test „t” idő alatt „ ” szöggel fordul el, mértékegysége radián

SZÖGSEBESSÉG Ha a „ ” szögelfordulás arányos az eltelt „t” idővel, akkor egyenletes a forgómozgás; ~ t t A szögsebesség (egységnyi idő alatti szögelfordulás) Mérnöki alapok. 1. előadás

Ha

(t), akkor

t

t dimenziója

szög idő

Mértékegysége: 1/s; rad/s


FORDULATSZÁM Időegységre eső fordulatok száma 1 ford. 2 rad N ford. 2 N rad N =2 N 2

t

t

2 n

Tradicionálisan: [1/min] Számításkor:

[1 / s]

2 n[1 / min] 60 s / min Mérnöki alapok. 1. előadás

Mérnöki alapok 1. előadás

Recommend Documents