Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

Like dokumenter
Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

Elastisitetsteori. Spesiell relativitetsteori

Elastisitetsteori. Spesiell relativitetsteori

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

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

MEK2500. Faststoffmekanikk 6. forelesning

UNIVERSITETET I OSLO

Keplers lover. Statikk og likevekt

Hovedpunkter fra pensum Versjon 12/1-11

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

8 Kontinuumsmekanikk og elastisitetsteori

Repetisjon

Kinematikk i to og tre dimensjoner

Newtons lover i én dimensjon

Newtons lover i én dimensjon

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

Newtons lover i én dimensjon (2)

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

Newtons lover i én dimensjon

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

Newtons lover i én dimensjon (2)

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

FYS-MEK 1110 Løsningsforslag Eksamen Vår 2014

6 Prinsippet om stasjonær potensiell energi

EKSAMEN I EMNE TKT 4100 FASTHETSLÆRE

Newtons lover i én dimensjon (2)

11 Elastisk materiallov

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

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

Newtons lover i én dimensjon (2)

TFY4115: Løsningsforslag til oppgaver gitt

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

Krefter, Newtons lover, dreiemoment

Eksamensoppgave i TKT 4124 Mekanikk 3

Bestemmelse av skjærmodulen til stål

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

UNIVERSITETET I OSLO

Stivt legemers dynamikk

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

Stivt legemers dynamikk

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2010

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

Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS119 VÅR 2017

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN FY1013 ELEKTRISITET OG MAGNETISME II Fredag 9. desember 2005 kl

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2009

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

Elastisitet, plastisitet og styrking av metaller

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

EKSAMEN I EMNE TKT4122 MEKANIKK 2

Repetisjon

Spesiell relativitetsteori

Fysikkolympiaden Norsk finale 2018 Løsningsforslag

Høgskolen i Agder Avdeling for EKSAMEN

Oppgave for Haram Videregående Skole

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

Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

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

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag. Eksamen i Fys-mek1110 våren 2011

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I FY2045 KVANTEFYSIKK Onsdag 30. mai 2007 kl

Obligatorisk oppgave i fysikk våren 2002

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1000, 17/3 2016

Løsningsforslag TMT 4170 Materialteknologi 1

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

Løsningsforslag til ukeoppgave 4

UNIVERSITETET I OSLO

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Test 3.

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS 0100 Generell fysikk Dato: Fredag 13.des 2013 Tid: Kl 09:00 13:00 Sted: Administrasjonsbygget: Aud.

Kap. 3 Arbeid og energi. Energibevaring.

Fiktive krefter. Gravitasjon og ekvivalensprinsippet

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

EKSAMEN I EMNE TKT 4100 FASTHETSLÆRE

Løsningsforslag til øving 13

T 1 = (m k + m s ) a (1)

Ekstraordinær EKSAMEN. MEKANIKK Fagkode: ILI 1439

Arbeid og energi. Energibevaring.

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

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

EKSAMEN I FY2045 KVANTEFYSIKK Mandag 2. juni 2008 kl

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

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 15/8 2014

FYSIKK-OLYMPIADEN

Transkript:

Statikk og likevekt Elastisitetsteori 08.05.017 YS-MEK 1110 08.05.017 1

uke 19 0 1 3 8 15 9 5 man forelesning: elastisitetsteori forelesning: spes. relativitet Eksamensverksted Pinse 9 16 3 30 6 tir ons tor fre snulegruppe snulegruppe snulegruppe 10 17 4 31 7 gruppe 9: likevekt+elastisitet 11 18 5 1 8 forelesning: spes. relativitet gruppe 7, 8, 10: likevekt+elastisitet 17. mai forelesning: repetisjon gruppe 7, 8, 10: spes. relativitet gruppe 9: spes. relativitet 1 19 6 9 gruppe 1-6: likevekt+elastisitet gruppe 1-6: spes. relativitet Himmelfart Eksamensverksted EKSMEN

Eksamen: Tirsdag, 6. Juni, 14:30 18:30 Tillatte jelpemidler: Øgrim og Lian: Størrelser og eneter i fysikk og teknikk eller ngell, Lian, Øgrim: ysiske størrelser og eneter: Navn og symoler Rottmann: Matematisk formelsamling Elektronisk kalkulator av godkjent type. ormelark er del av oppgaveteksten. Tidligere eksamensoppgaver: ttp://www.uio.no/studier/emner/matnat/fys/ys-mek1110/v17/eks/eks.tml Gjør oppgavene selv uten å se på løsningsforslag! YS-MEK 1110 08.05.017 3

ttp://pingo.up.de/ access numer: 45786 En kiste står på et skråplan. Massesenteret er markert med et punkt. I vilken av de fire tilfeller velter kisten (vis i det ele tatt)? 1.. B 3. C 4. D 5. og C 6. C og D 7. alle er stailt YS-MEK 1110 08.05.017 4

Eksempel: kiste på skråplan En omogen kiste med masse m, redde og øyde står på et skråplan med vinkel α. Hva er etingelser 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 f kraftmoment om O: Nc + mg sin α mg cos α = 0 c + tan α = 0 c = 1 etingelse ( tan α) kisten kan enten skli eller velte vis den velter er O den eneste kontaktpunkt og c = 0 for at kisten velter: tan α = YS-MEK 1110 08.05.017 5

Eksempel: kiste på skråplan f mgsin kisten egynner å skli vis: kritisk vinkel: N mg cos f N c 1 ( tan) mgsin mg cos tan G N O c f samtidlig må være: c 0 tan ellers ar kisten allerede veltet kisten egynner å velte vis: c 0 kritisk vinkel: tan samtidlig må være: f N tan ellers ar kisten allerede sklidd eksempel: 0. 5 0. 4 kisten sklir ved a crit arctan( ) 1. 8 0.6 kisten velter ved acrit arctan 6. 6 YS-MEK 1110 08.05.017 6

Elastisitetsteori Hvordan lir faste stoffer deformert når de påvirkes av krefter? Vi ar så langt modellert deformasjoner med fjærkrefter: k YS-MEK 1110 08.05.017 7

vekselvirkningspotensialet mellom atomer ser typisk ut som dette: r 0 U / U 0 Taylorutvikling om minimumspunktet r 0 : 1 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 1 r0 r0 U( r) U0 r r 6 1 U( r) U( r r 0 ) k( r 0) du d 1 ( r) U( r ) k( r r dr dr 0 0) k( r r0) fjærkraft YS-MEK 1110 08.05.017 8

jelke i likevekt: 1 1 vi tenker oss en imaginær snittflate vi tenker oss en snittflate på en atomær skala 0 kraft mellom to atomer i retning: fjærkraft k( ) 0 ra tilnærming for små kuisk krystall YS-MEK 1110 08.05.017 9

kraft på en snittflate med areal k( ) N N 0 y z N y l N z l spenning l tøyning k l l k l E k l Elastisitetsmodul Youngs modul materialegenskap enet: N m Pa E Hookes lov YS-MEK 1110 08.05.017 10

Elastisitetsmodul eksempler: stål 10 11 Pa = 00 GPa = 00 kn/mm ly 19 GPa silikon 0.05 GPa Eksempel Et lodd på 1 kg enger i en ståltråd med 1 mm diameter og lengden 1 m. Hva er forlengelsen av tråden? spenning: mg 1 kg 9.81 m/s 1.510-4 r (510 ) m 7 Pa E L L E 1-5 7.510 Pa 1m 6.510 11 10 Pa m 6.5 m YS-MEK 1110 08.05.017 11

Spennings-tøyningskurve plastisk deformasjon sammentrekning elastisk deformasjon rudd Hookes lov: E YS-MEK 1110 08.05.017 1

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 ( 1 ) 0.5 0.0.3 volum er konstant for de fleste materialer YS-MEK 1110 08.05.017 13

noen materialer ar negativ Poissons tall YS-MEK 1110 08.05.017 14

Skjærdeformasjon normalspenning: E skjærspenning: y y G y G: skjærmodul skjærmodulen G er relatert til elastisitetsmodulen E og tverrkontraksjonstallet for isotrope materialer: G E (1 ) YS-MEK 1110 08.05.017 15

Vridning to motsatte kraftmomenter τ vrir en tråd om en vinkel φ torsjonsmodul: D r relatert til skjærdeformasjon D GR r l 4 G: skjærmodul YS-MEK 1110 08.05.017 16

Bøying av en jelke midtlinjen: den nøytrale linjen ovenfor komprimeres jelken nedenfor forlenges jelken forlengelsen l i avstand fra den nøytrale linjen: l ( R ) R l R l l R Hookes lov: ( ) E l l E R spenning i jelken YS-MEK 1110 08.05.017 17

en jelke med øyde og redde : nettokraft er null, men det virker et kraftmoment om O i r i i r d ( ) d E R d E R I I d øyningen er gitt ved: flatetregetsmoment 1 R I E τ: kraftmoment fra ytre krefter E: materialegenskap I : geometrisk jo større flatetregetsmoment, jo større motstand mot øyning ( ) l E l E R : avstand fra nøytral linje YS-MEK 1110 08.05.017 18

YS-MEK 1110 08.05.017 19 Eksempel: flatetregetsmoment for en 4 cm trevirke: / / dy y d y I y 1 8 3 1 8 3 1 3 3 3 to orienteringer: 4 4 3 1 cm 3 8 cm 1 4 I 1 4 4 3 4 cm 3 3 cm 1 4 I I

ttp://pingo.up.de/ access numer: 45786 En massiv jelke og en I-jelke av samme material og dimensjon er innspent i den ene enden og den andre enden er fri. Hvilen jelke øyes mest? tverrsnitt av jelkene 1. massiv jelke. I-jelke 3. det samme for egge YS-MEK 1110 08.05.017 0

H H I B 1 BH 1 3 I B 1 3 3 ( BH 1 ) B H 10 cm 9.4 cm 8 cm I 833 cm 100 cm 4 I 43 cm 4.8 cm 4 1 R I E YS-MEK 1110 08.05.017 1