Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

Like dokumenter
Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Elastisitetsteori. Spesiell relativitetsteori

Elastisitetsteori. Spesiell relativitetsteori

Keplers lover. Statikk og likevekt

MEK2500. Faststoffmekanikk 6. forelesning

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Stivt legemers dynamikk

Kinematikk i to og tre dimensjoner

8 Kontinuumsmekanikk og elastisitetsteori

8. Elastisitet. Fysikk for ingeniører. 8. Elastisitet. Side 8-1

UNIVERSITETET I OSLO. Introduksjon. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet 1.1

6 Prinsippet om stasjonær potensiell energi

E K S A M E N. MEKANIKK 1 Fagkode: ITE studiepoeng

Repetisjon

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110/Fys-mef1110 høsten 2007

Stivt legemers dynamikk

Newtons lover i én dimensjon (2)

EKSAMENSOPPGAVE. Fagnr: FO 443A Dato: Antall oppgaver:

EKSAMEN I: (MSK205 Materialmekanikk) DATO: OPPGAVESETTET BESTÅR AV 3 OPPGAVER PÅ 3 SIDER + 2 SIDER VEDLEGG

Eksamen i FYS Oppgavesettet, inklusiv ark med formler, er på 7 sider, inkludert forside. FAKULTET FOR NATURVITENSKAP OG TEKNOLOGI

UNIVERSITETET I OSLO

Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

Newtons lover i én dimensjon

Hovedpunkter fra pensum Versjon 12/1-11

Newtons lover i én dimensjon

Obligatorisk oppgave i fysikk våren 2002

EKSAMEN I EMNE TKT 4100 FASTHETSLÆRE

11 Elastisk materiallov

Repetisjon

Løsningsforslag. Eksamen i Fys-mek1110 våren 2011

EKSAMEN I FY2045 KVANTEFYSIKK Mandag 2. juni 2008 kl

Newtons lover i én dimensjon

EKSAMENSOPPGAVE. Tillatte hjelpemidler: Kalkulator Pedersen et al. Teknisk formelsamling med tabeller.

EKSAMEN I FY2045 KVANTEFYSIKK Onsdag 30. mai 2007 kl

FYS-MEK 1110 Løsningsforslag Eksamen Vår 2014

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN 07HBINEA, 07HBINET, 07HBINDA, 07HBINDT

Newtons lover i én dimensjon (2)

Fiktive krefter. Gravitasjon og ekvivalensprinsippet

UNIVERSITETET I OSLO

Repetisjon

Aristoteles (300 f.kr): Kraft påkrevd for å opprettholde bevegelse. Dvs. selv UTEN friksjon må oksen trekke med kraft R O =S k

Aristoteles (300 f.kr): Kraft påkrevd for å opprettholde bevegelse. Dvs. selv UTEN friksjon må oksen må trekke med kraft S k

EKSAMEN I FAG SIF4065 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK Fakultet for naturvitenskap og teknologi 13. august 2002 Tid:

EKSAMENSOPPGAVE. Dato: Fredag 01. mars Tid: Kl 09:00 13:00. Administrasjonsbygget B154

EKSAMEN I FAG SIF 4012 ELEKTROMAGNETISME (SIF 4012 FYSIKK 2) Onsdag 11. desember kl Bokmål

Høgskolen i Agder Avdeling for EKSAMEN

Det skal ikke tas hensyn til eventuelle skjærspenninger i oppgavene i øving 5

UNIVERSITETET I OSLO

FYSMEK1110 Eksamensverksted 31. Mai 2017 (basert på eksamen 2004, 2013, 2014, 2015,)

FYS Kvantefysikk. Magne Guttormsen Kjernefysikk, rom V124,

Newtons 3.lov. Kraft og motkraft. Kap. 4+5: Newtons lover. kap Hvor er luftmotstanden F f størst? F f lik i begge!!

Krefter, Newtons lover, dreiemoment

Oppgave for Haram Videregående Skole

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK Eksamensdato: Torsdag 11. desember 2008 Eksamenstid: 09:00-13:00

Eksamen i FYS Oppgavesettet, inklusiv ark med formler, er på 8 sider, inkludert forside. FAKULTET FOR NATURVITENSKAP OG TEKNOLOGI

Kinematikk i to og tre dimensjoner

Spesiell relativitetsteori

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS119 VÅR 2017

Newtons lover i én dimensjon (2)

Newtons lover i én dimensjon (2)

EKSAMEN I EMNE TKT4116 MEKANIKK 1 Onsdag 23. mai 2007 Kl

Fysikkolympiaden Norsk finale 2018 Løsningsforslag

EKSAMEN I TFY4250 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK Fredag 19. august 2005 kl

Avdeling for ingeniørutdanning. Eksamen i materialteknologi og tilvirkning

UNIVERSITETET I OSLO

5 DEFORMASJON AV METALLISKE MATERIALER (Deformation of metals)

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-0100

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2010

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

EKSAMENSOPPGAVE Njål Gulbrandsen / Ole Meyer /

EKSAMEN I TFY4215 KJEMISK FYSIKK OG KVANTEMEKANIKK Mandag 23. mai 2005 kl

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE TKT4122 MEKANIKK 2

Eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Torsdag 3. juni 2010

EKSAMEN I: (MSK200 Materialteknologi) DATO: OPPGAVESETTET BESTÅR AV 3 OPPGAVER PÅ 4 SIDER + 3 SIDER VEDLEGG

Løsningsforslag TMT 4170 Materialteknologi 1

Fiktive krefter

EKSAMEN. EMNE: FYS 119 FAGLÆRER: Margrethe Wold. Klasser: FYS 119 Dato: 09. mai 2017 Eksamenstid: Antall sider (ink.

Bevegelse med friksjon nedover en kuleoverflate

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Tirsdag 27. mai 2008 kl

Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

Fagnr: FIOIA I - Dato: Antall oppgaver: 2 : Antall vedlegg:

EKSAMEN I EMNE TKT 4100 FASTHETSLÆRE

UNIVERSITETET I OSLO

Transkript:

Statikk og likevekt Elastisitetsteori 07.05.04 YS-MEK 0 07.05.04

man tir ons tor fre uke 9 0 3 5 9 6 forelesning: likevekt innlev. oblig 9 innlev. oblig 0 6 3 0 7 3 gruppe: gravitasjon+likevekt 7 4 8 4 forelesning: elastisitetsteori datalab forelesning: spes. relativitet forelesning: spes. relativitet forelesning: repetisjon 8 5 9 5 gruppe: gravitasjon+likevekt Himmelfart 9 6 3 30 6 gruppe: gravitasjon+likevekt datalab gruppe: spes. relativitet gruppe: spes. relativitet gruppe: spes. relativitet gruppe: repetisjon ingen forelesning gruppe: repetisjon gruppe: repetisjon ingen forelesning orakel 0-4 Ø394 ingen forelesning orakel -4 V39 ingen forelesning EKSAMEN

Eksamen: Tirsdag, 3. Juni, 9:00 3:00 Tillatte hjelpemidler: Øgrim og Lian: Størrelser og enheter i fysikk og teknikk eller* Angell, Lian, Øgrim: ysiske størrelser og enheter: Navn og symboler* Rottmann: Matematisk formelsamling* Elektronisk kalkulator av godkjent type. * ikke nødvendig ormelark er del av oppgaveteksten. Tidligere eksamensoppgaver: http://www.uio.no/studier/emner/matnat/fys/ys-mek0/v4/eks/eks.html YS-MEK 0 07.05.04 3

Eksempel: stige O N begge sider må begynne å skli samtidlig det skjer hvis N N retning: N og N y G N y retning: N G 0 G N N N N G cos kraftmoment: N sin cos 0 N G tan 0 N G N G N tan tan tan G G hvis vinkelen er mindre begynner stigen å skli (uavhengig av vekten til stigen) hvis tan 0.3 0. min min 56.6 67.4 YS-MEK 0 07.05.04 4

http://pingo.upb.de/ access number:78 En kiste står på et skråplan. Massesenteret er markert med et punkt. I hvilken av de fire tilfeller velter kisten (hvis i det hele tatt)?. A. B 3. C 4. D 5. alle er stabilt YS-MEK 0 07.05.04 5

Eksempel: kiste på skråplan b En homogen kiste med masse m, bredde b og høyde h står på et skråplan med vinkel α. Hva er betingelser for likevekt? krefter på kisten: gravitasjon G retning: f mg sin α = 0 y retning: N mg cos α = 0 normalkraft N friksjon f y G N O c h f kraftmoment om O: Nc + h mg sin α b mg cos α = 0 c + h tan α b = 0 c = betingelse (b h tan α) kisten kan enten skli eller velte hvis den velter er O den eneste kontaktpunkt og c = 0 for at kisten velter: tan α = b h YS-MEK 0 07.05.04 6

Eksempel: kiste på skråplan b f mgsin kisten begynner å skli hvis: kritisk vinkel: N mg cos f N c ( b h tan) mgsin mg cos tan G N O c h f samtidlig må være: c 0 h b tan ellers har kisten allerede veltet kisten begynner å velte hvis: c 0 kritisk vinkel: b h tan samtidlig må være: f N tan ellers har kisten allerede sklidd eksempel: 0. 5 b 0. 4 kisten sklir ved a crit arctan( ). 8 h b 0.6 kisten velter ved acrit arctan 6. 6 h YS-MEK 0 07.05.04 7

Elastisitetsteori Hvordan blir faste stoffer deformert når de påvirkes av krefter? Vi har så langt modellert deformasjoner med fjærkrefter: k YS-MEK 0 07.05.04 8

bjelke i likevekt: vi tenker oss en imaginær snittflate vi tenker oss en snittflate på en atomær skala YS-MEK 0 07.05.04 9

vekselvirkningspotensialet mellom atomer ser typisk ut som dette: r 0 U / U 0 Taylorutvikling om minimumspunktet r 0 : U( r) U( r0 ) U( r0 )( r r0 ) U ( r0 )( r r0 )... for et minimumspunkt er: U( r 0 ) 0 vi definerer: k U r ) ( 0 r / r 0 Lennard-Jones potensial r0 r0 U( r) U0 r r 6 U( r) U( r r 0 ) k( r 0) du d ( r) U( r ) k( r r dr dr 0 0) k ( r r ) 0 fjærkraft YS-MEK 0 07.05.04 0

kubisk krystall kraft mellom to atomer i retning: f k( ) 0 kraft på en snittflate med areal k( ) N N 0 y z A N y l N z l A k l l k l Hookes lov A spenning l tøyning E l k Elastisitetsmodul Youngs modul enhet: N m Pa YS-MEK 0 07.05.04

Elastisitetsmodul eksempler: stål 0 Pa = 00 GPa = 00 kn/mm bly 9 GPa silikon 0.05 GPa Eksempel Et lodd på kg henger i en ståltråd med mm diameter og lengden m. Hva er forlengelsen av tråden? spenning: A mg kg 9.8 m/s.5 0-4 r (50 ) m 7 Pa E L L E -5 7.50 Pa m 6.50 0 Pa m 6.5 m YS-MEK 0 07.05.04

http://pingo.upb.de/ access number:78 To staver, en med lengde L og en med lengde L/ er laget av samme type stål og har samme diameter. En kraft anvendes i hver ende av stavene som vist. Sammenliknet med staven med lengde L har staven med lengde L/ Lengde L Lengde L/. Større spenning og større tøyning. Samme spenning og større tøyning 3. Samme spenning og mindre tøyning 4. Mindre spenning og samme tøyning 5. Samme spenning og samme tøyning E E A L Hookes lov A spenning samme kraft, samme diameter samme spenning E er en materialegenskap samme tøyning L tøyning YS-MEK 0 07.05.04 3

tøyning i retning: E tøyning i y retning: y y y E tverrkontraksjonstall Poissons tall volumendring: V ( )( y y)( z z) yz V V y ( z) ( y) z ( ) yz y y z z ( ) 0.5 0.0.3 volum er konstant for de fleste materialer YS-MEK 0 07.05.04 4

noen materialer har negativ Poissons tall YS-MEK 0 07.05.04 5

Spennings-tøyningskurve plastisk deformasjon sammentrekning elastisk deformasjon brudd Hookes lov: E YS-MEK 0 07.05.04 6

Skjærdeformasjon normalspenning: A E skjærspenning: y A y G y G: skjærmodul skjærmodulen G er relatert til elastisitetsmodulen E og tverrkontraksjonstallet for isotrope materialer: G E ( ) YS-MEK 0 07.05.04 7

Vridning to motsatte kraftmomenter T vrir en tråd om en vinkel φ torsjonsmodul: D r T relatert til skjærdeformasjon D GR r l 4 G: skjærmodul YS-MEK 0 07.05.04 8