STATİK - MUKAVEMET 2. Rijit cisimler, Moment, Kuvvet Çifti, Eşdeğer Kuvvet Sistemleri. Yrd. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ



Benzer belgeler
Noktasal Cismin Dengesi

Basit Kafes Sistemler

KUVVET VE ÖZELLiKLERi BÖLÜM 2


2. KUVVET SİSTEMLERİ 2.1 Giriş

YAPISAL ANALİZ YRD.DOÇ.DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU

VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS

MAK585 Dinamik Sistemlerin Modellenmesi ve Simülasyonu

t xlo ) boyutlarında bir alan yükü etkir (P k ). t xlo )+( 2 t xlo ) boyutlarında bir alan yükü etkir (P m ).

BĐSĐKLET FREN SĐSTEMĐNDE KABLO BAĞLANTI AÇISININ MEKANĐK VERĐME ETKĐSĐNĐN ĐNCELENMESĐ

Vektör Uzayları ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Öğr.Grv.Dr.Nevin ORHUN

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

YAPI STATİĞİ MESNETLER

KUVVET, MOMENT ve DENGE

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Ödev 1. Ödev1: 600N luk kuvveti u ve v eksenlerinde bileşenlerine ayırınız. 600 N

Fizik ve Ölçme. Fizik deneysel gözlemler ve nicel ölçümlere dayanır

Cebir Notları. Bağıntı. 1. (9 x-3, 2) = (27, 3 y ) olduğuna göre x + y toplamı kaçtır? 2. (x 2 y 2, 2) = (8, x y) olduğuna göre x y çarpımı kaçtır?

2. KUVVETLERİN VEKTÖREL TOPLANMASI. Hazırlayan Arş. Grv. A. E. IRMAK

7. SINIF ÖĞRETİM PROGRAMI

3. KUVVET SİSTEMLERİ

MODEL SORU - 1 DEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ MODEL SORU - 2 DEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ

Page 1. Page 3. Not: Doğrusal ölçüde uzunlukların ölçülendirilmesi şekildeki gibidir.

STATIK VE MUKAVEMET 3. Rijit cisimlerin dengesi, Denge denklemleri, Serbest cisim diyagramı. Yrd. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

Rijit Cisimlerin Dengesi

DERS 1. ki De i kenli Do rusal Denklem Sistemleri ve Matrisler

Denk Kuvvet Sistemleri

DENEY NO: 9 ÜÇ EKSENLİ BASMA DAYANIMI DENEYİ (TRIAXIAL COMPRESSIVE STRENGTH TEST)

Rijit Cisimlerin Dengesi

1.Hafta. Statik ve temel prensipler. Kuvvet. Moment. Statik-Mukavemet MEKANİK

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Burulma (Torsion) Amaçlar

T.C. TURGUT ÖZAL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Fizik 101-Fizik I

MALZEME BİLGİSİ. Atomlar Arası Bağlar

Rijit Cisimlerin Dengesi

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş

MECHANICS OF MATERIALS. Burulma. Fatih Alibeyoğlu. Third Edition CHAPTER. Ferdinand P. Beer E. Russell Johnston, Jr. John T.

STATİK MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN

MANYETİK ALAN KAVRAM TESTİ. Bölüm: Bay ( ) Bayan ( )

TORK VE DENGE 01 Torkun Tanımı ve Yönü

VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS

KONU 3. STATİK DENGE

İSTANBUL TİCARET ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR SİSTEMLERİ LABORATUARI YÜZEY DOLDURMA TEKNİKLERİ

STATIK MUKAVEMET. 1. Giriş ve ana ilkeler, Vektörler ve kuvvetler, Maddesel noktaların statiği. Yrd. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

Alıştırma Toleransı -TERMİNOLOJİ

Girdi kuvvetleri ile makinaya değişik biçimlerde uygulanan dış kuvvetler kastedilmektedir (input forces). Çıktı kuvvetleri ise elde edilen kuvvetleri

KAFES SİSTEMLER. Mühendislik Yapıları. birleştirilen doğrusal elemanlar) oluşurlar.

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ

DAİRESEL KESİTLİ TELDEN SOĞUK OLARAK SARILAN BASMA YAYLARININ HESABI

TEKNİK RESİM. Ders Notları: Mehmet Çevik Dokuz Eylül Üniversitesi. Görünüşler - 1

10. SINIF KONU ANLATIMLI. 1. ÜNİTE: MADDE ve ÖZELLİKLERİ 1. Konu BASINÇ ETKİNLİK ve TEST ÇÖZÜMLERİ

3B Kuvvet Momenti. Üç Boyutlu Kuvvet Sistemi

ZEMİN MUKAVEMETİ: LABORATUVAR DENEY YÖNTEMLERİ

TEMEL MEKANİK 6. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Soma Belediye Başkanlığı. Birleşme Raporu

Algoritmalara Giriş 6.046J/18.401J

Proje konularından istediğiniz bir konuyu seçip, hazırlamalısınız.


EK III POTANSİYELİN TANIMLANMASI

MESS ALTIN ELDİVEN İSG YARIŞMASI BAŞVURU VE DEĞERLENDİRME PROSEDÜRÜ

A)1/2 B)2/3 C)1 D)3/2 E)2

3.1 Vektör Tipleri 3.2 Vektörlerin Toplanması. 3.4 Poligon Kuralı 3.5 Bir Vektörün Skaler ile Çarpımı RİJİT CİSİMLER MEKANİĞİ

Almanca da Sıfatlar (Adjektive) ve Sıfat Tamlamaları - Genç Gelişim Kişisel Gelişim

TEMEL MEKANİK 4. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

DÜZLEM AYNALAR ÇÖZÜMLER . 60 N N 45. N 75 N N I

DENEY 7 ELASTİK YAY AMAÇ: TEORİ:

Origami. Bu kitapç n sahibi. Haz rlayan: Asl Zülal Foto raflar: Burak Murat Bayram Tasar m: Ay egül Do an Bircan Çizimler: Bengi Gencer

VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS

Mukavemet I Dersinde Çözülecek Problemler

Çok Katlı Yapılarda Perdeye Saplanan Kirişler

ALES / İLKBAHAR 2008 DİKKAT! SORU KİTAPÇIĞINIZIN TÜRÜNÜ "A" OLARAK CEVAP KÂĞIDINA İŞARETLEMEYİ UNUTMAYINIZ. SAYISAL BÖLÜM SAYISAL-2 TESTİ

KUVVETLER VEKTÖRDÜR BU YÜZDEN CEBİRSEL VEKTÖR TEKNİKLERİ KULLANMALIYIZ

MKM 308 Makina Dinamiği. Eşdeğer Noktasal Kütleler Teorisi

TEMEL MEKANİK 9. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

ÜN TE I KUVVET. 1. Vektörler. a) Vektörlerin Toplanmas. b) ki Vektörün Fark (Ç karma fllemi) c) Vekörlerin Bileflenlerine Ayr lmas

TG 12 ÖABT İLKÖĞRETİM MATEMATİK

[ 1 i 6 2i. [ a b. Örnek...3 : Örnek...4 : Örnek...5 : Örnek...6 : i sanal sayı birimi olmak üzere, i. Örnek...1 : =?

SORULAR VE ÇÖZÜMLER Adı- Soyadı : Fakülte No :

KATEGORİSEL VERİ ANALİZİ (χ 2 testi)

BİREYSELLEŞTİRİLMİŞ EĞİTİM PROGRAMI KISA DÖNEMLİ AMAÇLAR (ünite-konu amaçları)

YSÖP KULLANIM KILAVUZU

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Bilardo: Simetri ve Pisagor Teoremi

Deprem Yönetmeliklerindeki Burulma Düzensizliği Koşulları

2.4. ELASTĠK DEPREM YÜKLERĠNĠN TANIMLANMASI : SPEKTRAL ĠVME KATSAYISI

Kimyasal Bağ. Atomları birarada tutan kuvvetlere kimyasal bağ denir

TEST Levhan n a rl G olsun. G a rl n n O F 1 TORK (KUVVET MOMENT ) - DENGE

11. SINIF KONU ANLATIMLI. 2. ÜNİTE: KUVVET ve HAREKET 3. Konu TORK, AÇISAL MOMENTUM ve DENGE ETKİNLİK ve TEST ÇÖZÜMLERİ

1. STATİĞE GİRİŞ 1.1 TANIMLAR MEKANİK RİJİT CİSİMLER MEKANİĞİ ŞEKİL DEĞİŞTİREN CİSİMLER AKIŞKANLAR MEKANİĞİ DİNAMİK STATİK

Biçimli ve güzel bacaklara sahip olmak isteyen kadınlar, estetik cerrahların

İ.T.Ü. Makina Fakültesi Mekanik Ana Bilim Dalı Bölüm 4 BÖLÜM IV. Düzlem Kafesler. En çok kullanılan köprü kafesleri. En çok kullanılan çatı kafesleri

Örnekler: Koltuk Modelleme (Model-Evren Çavuşoğlu)

Kesit Tesirleri Tekil Kuvvetler

STATIK MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

ÖĞRENME ALANI : FĐZĐKSEL OLAYLAR ÜNĐTE 3 : YAŞAMIMIZDAKĐ ELEKTRĐK (MEB)

3 VEKTÖRLER. Pilot uçağın kokpit inden havaalanını nasıl bulur?

Transkript:

STATİK - MUKAVEMET 2. Rijit cisimler, Moment, Kuvvet Çifti, Eşdeğer Kuvvet Sistemleri i Yrd. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ.

Noktasal Cismin Dengesi Bu bölümde;kuvvetleri bieşenlerine ayırma ve kartezyen vektör şeklinde ifade etme yöntemleri noktasal cismin dengesini içeren problemlerin çözmede kullanılacaktır

Noktasal Cismin Dengesi Denge Koşulu: Bir maddesel noktaya etkiyen bütün kuvvetlerin bileşkesi sıfırsa maddesel nokta dengededir. Bir parçacık, başlangıçta hareketsizken halen durağan halde bulunuyorsa veya başlangıçta hareketli iken halen sabit hıza sahipse dengededir. denge veya statik denge ifadesi çoğu zaman durmakta olan bir nesneyi tanımlamak için kullanılır.

Denge durumunu korumak için Newton un birinci hareket kanununu sağlamak gereklidir: bir parçacık üzerine etkiyen bileşke kuvvet sıfır ise, parçacık dengededir. F=0 Bu formül denge için gerekli koşul olmakla kalmayıp, aynı zamanda yeterli koşuldur. Bu durum Newton un ikinci hareket kanunu ile ortaya konur. F=ma ma=0 ise a=0 Parçacık sabit hızla hareket etmekte veya durmaktadır.

Serbest Cisim Diyagramı Denge denklemini doğru uygulayabilmek için, parçacık üzerine etkiyen tüm bilinen ve bilinmeyen kuvvetleri hesaba katmak gerekir. Bunun için parçacığı çevresinden soyutlanmış ve serbest olarak gösteren bir şema çizilir. Parçacık üzerine etkiyen tüm kuvvetleri gösteren bu çizime serbest cisim diyagramı denir. Serbest cisim diyagramını çizerken kullanılan iki bağlantı tipi : Yaylar İpler ve makaralar

Yaylar Mesnet olarak lineer elastik bir yay kullanılıyorsa, yayın uzunluğu, üzerine etkiyen kuvvet ile doğru orantılı olarak değişir. Yayların elastikliğini tanımlayan : yay sabiti (k) F=ks s=l-lo

İpler (Kablolar) ve Makaralar Tüm kabloların ihmal edilebilir bir ağırlığa sahip ve uzayamaz olduğu kabul edilecektir. Kablolar sadece çekme kuvveti taşırlar ve bu kuvvet daima kablo doğrultusunda etki eder. Şekilde herhangi bir açısında, kablo uzunluğu boyunca sabit T gerilmesi oluşmaktadır

Serbest Cisim Diyagramı Çizme Yöntemi Öncelikle yapılması gereken; Uygun bir parçacık belirlendikten sonra buna etkiyen kuvvetleri gösterebileceğimiz serbest cisim diyagramını basit bir şekilde çizmektir.

Serbest Cisim Diyagramı Bir rijit cismin statik denge analizindeki ilk adım cisim üzerinde etkili olan bütün kuvvetlerin serbest cisim diyagramı kullanılarak gösterilmesidir. Cismi mesnetlendiği zeminden ve diğer bütün cisimlerden ayırınız. Rijit cismin ağırlığı da dahil olmak üzere dıs kuvvetlerin yönünü,büyüklüğünü ve uygulama noktalarını gösteriniz Cisim üzerinde etkili olan büyüklüğü ve yönü bilinmeyen kuvvetlerin tahmini yönlerini ve uygulama noktalarını gösteriniz. Bu kuvvetler genellikle zemin-rijit cisim ve diğer cisim-rijit cisim arasında oluşan tepkisel kuvvetleri içerir. Kuvvetlerin olusturduğu momentleri hesaplamak için gerekli olan ölçüleri ekleyiniz.

Serbest Cisim Diyagramı

Serbest-Cisim Diyagramı: Seçilen parçacık üzerinde sadece kuvvetleri gösteren çizim.

C noktasının serbest cisim diyagramını çiziniz

Düzlemsel Kuvvet Sistemleri kuvvetlerin dengede olması için vektörel toplamın sıfır olması gerekir. Bu vektörel denklemin sıfıra eşit olması için x ve y bileşenleri sıfıra eşit olmalıdır. Bu iki denklem en çok iki bilinmeyen kuvvetin bulunması için kulanılır. Denklemlerde kuvvetlerin yönleri de dikkate alınmalıdır. F=0 Fx=0 Fy=0

Skaler gösterim Bileşenlerin gösteriminde skaler notasyon kullanılacaktır. Her bir bileşenin yönü serbest cisim diyagramında bileşenin ok yönüne karşı gelen bir cebirsel işaret ile ifade edilir. Bir kuvvet bileşeninin işareti bilinmiyorsa, alınan yön pozitif olur, çözüm negatif çıkarsa kuvvet yönünün ters olduğu anlaşılır. Fx=0 F+10=0 F=-10 N

Örnek Problem D silindiri 60 kg dır. BA ve BC kablolarında oluşan çekme kuvvetlerini bulunuz.

Çözüm

Örnek Problem 8 kg lık lambanın şekildeki gibi taşınabilmesi için AC kablosunun uzunluğu ne olmalıdır? AB=0.4 m (deforme olmamış boy)l

Çözüm

Üç Boyutlu Kuvvet Sistemleri Parçacık dengesinin sağlanması için: Parçacık üzerine etkiyen kuvvetler i, j, k bileşenlerine ayrılırsa: Bu denklemler, parçacığa etkiyen x, y, z kuvvet bileşenlerinin cebirsel toplamlarını göstermektedir, 0 dır. Bu denklemler ile en fazla 3 bilinmeyen kuvvet bulunabilir.

Örnek Problem 40 N luk sandığı taşımak için kullanılan kablolarda oluşan kuvvetleri bulun

Çözüm

Çözüm (devam)

Elemanter mekanikte birçok cisim rijit kabul edilir. Gerçekte ise her cisim kuvvet etkisi altında az yada çok şekil değiştirir.eğer cismin denge şartları etkilenmiyorsa ve şekil değiştirmeler çok küçükse cisim rijit kabul edilebilir. Bu bölümde; rijit cismin üzerine etki eden kuvvetlerin etkisi ve birden fazla kuvvetin yerine eşdeğer bir kuvvet sistemi tanımlanacaktır. Bir kuvvetin bir noktaya göre momenti Bir kuvvetin bir eksene göre momenti Kuvvet çifti nedeniyle moment tanımlanacaktır. Bir rijit cisme etki eden kuvvetler sistemi yerine belli bir noktada etki eden bir kuvvet ve kuvvet çifti sisteminden oluşan bir eşdeğer kuvvet sistemi uygulanabilir.

İç ve Dış Kuvvetler Rijit cisimler üzerinde etkili olan kuvvetler genelde iki guruba ayrılabilir : - Dıs kuvvetler -İç kuvvetler (rijit cismi olusturan parçacıkları bir arada tutan kuvvetlerdir) Dıs kuvvetler bir serbest cisim diyagramında gösterilir. R1 ve R2 kuvvetleri, W kamyon ağırlığına tepki olarak yol zemininin tekerlere uyguladığı kuvvetlerdir. Eğer bir tepkisi oluşmuyorsa her bir dıs kuvvet doğrusal harekete, dönme hareketine veya her ikisine yol açabilir.

Tasınabilirlik Kuralı : Esdeğer Kuvvetler Tasınabilirlik Kuralı Hareket veya denge sartları bir kuvveti etki çizgisi boyunca tasımaktan etkilenmez. DİKKAT: F ve F esdeğer kuvvetlerdir. F kuvvetinin etki noktasını kamyonun arka tamponuna tasımak hareketi veya kamyona etki eden diğer kuvvetleri etkilemez. Tasınabilirlik kuralı özellikle deformasyonların ve iç kuvvetlerin belirlenmesinde her zaman uygulanamaz.

Kuvvet Sistemleri Bir kuvvetin bir nokta veya eksene göre momentinin bulunması Bir noktadan geçmeyen kuvvet sistemlerinin bileşkelerinin bulunması Kuvvet çiftinin oluşturduğu momentin bulunması İki ve üç boyutlu kuvvetler için moment hesaplanması Moment bir cismi döndürmeye çalışır, denge ise cismin dönmemesini gerektirir. Bir cisme bir kuvvet uygulandığında, cismi etki çizgisinin dışında bir nokta etrafında döndürmeye çalışır. Bu döndürme eğilimine tork veya daha sık kullanıldığı şekliyle moment denir.

Bir kuvvetin momenti Bir kuvvetin bir noktaya veya bir eksene göre momenti (M), kuvvetin cismi o nokta veya eksen etrafında döndürme eğiliminin bir ölçüsünü gösterir. Momentin şiddeti, F kuvvetinin şiddeti ile orantılıdır ve F kuvvetine dik olan moment kolu d ile orantılıdır. (b) de moment kolu daha kısa! d =dsin (d <d) (c) de =0 d =0 M=0

Moment yok F: yatay kuvvet D: kuvvetin O noktasına mesafesi Mo=O noktasına göre moment

Moment:Bir kuvvetin bir cismi herhangi bir eksen etrafında döndürme etkisine (eğilimine) moment denir. Bu etki F in şiddetine ve dönme eksenine olan dik mesafeye (moment kolu) d bağlıdır.

Bir kuvvetin tatbik edildiği cismi sabit bir eksen etrafında döndürme eğilimine kuvvetin o eksene göre momenti denir. Momentin şiddeti:m=fd Yönü sağ-el kuralı ile belirlenir dönme yönü Moment vektörel bir büyüklüktür; yönü ve şiddeti vardır. Yönü saat ibresi yönünde veya saat ibresinin tersi yönde sağ-el kural ile belirlenir.

Moment daima F ve d yi içeren düzleme dik bir eksen etrafında etkimektedir. Ve bu eksen düzlemi, O noktasında kesmektedir. Şiddeti M 0 = F. d olan momentin doğrultusu sağ el kuralı kullanılarak belirlenir.

Vektörel çarpım (çapraz çarpım) Bir kuvvetin momenti, kartezyen vektörler kullanılarak ifade edilebilir. Bundan önce vektör çarpımında kullanılacak olan çapraz çarpıma bakalım. A ve B vektörlerinin vektörel (çapraz) çarpımı sonucu C vektörü elde edilir. C=AxB C vektörünün şiddeti de şu şekilde bulunabilir C=A xbsin

YÖN: C vektörünün yönü, A ve B vektörlerinin bulunduğu düzleme diktir. Sağ el kuralı ile belirlenir Parmaklarımızı A dan B ye doğru kıvırdığımızda başparmağımızın gösterdiği yön C vektörünün yönünü gösterir C=(A xbsin )u c C vektörünün yönü, uc birim vektörüyle karakterize edilebilir

1. Vektörel Çarpım 2.Dağılma özelliği 3. Skaler çarpım

Vektörel çarpımın (kartezyen)dik koordinatlar cinsinden ifadesi Kartezyen birim vektörlerinin çapraz çarpımlarını bulmak için:

Determinantlar sayesinde A ve B vektörleri bulunur Determinant hesabı için minörlerin bulunması

Bir kuvvetin momenti: Vektör formülasyonu Bir kuvvetin bir noktaya göre momenti M=rxF O noktasında F kuvvetinin etki çizgisinin herhangi bir yerine olan pozisyon vektörü Vektörel çarpım ile belirlenen moment doğru şiddet ve doğru yöne sahip olacaktır.

Şiddet M=rxF M=rF sin M=F(rsin )=Fd = r ve F vektörleri arasındaki açı d = dik mesafe Yön Sağ el kuralına göre momentin yönü belirlenir. rx F F x r

Taşınabilirlik (Transmisibilite) ilkesi F kuvveti etki çizgisinin herhangi bir yerine etkiyebilir, ve O noktasında aynı moment etkisini yaratır. Vektörel çarpım işlemi, üç boyutlu problemlerde sıklıkla kullanılır. Çünkü kuvvetin etki çizgisinden O noktasına olan dik mesafeyi bulmaya gerek yoktur. O noktasından F kuvvetinin etki çizgisinin herhangi bir yerine ölçülen r vektörü moment hesabı için kullanılabilir

Bir Kuvvetin Bir Noktaya Göre Momenti F in A noktası etrafındaki momenti (MA moment vektörü); Moment yönü sağ el kuralı ile bulunur 2D görünüm Burada r A noktasından başlayıp F in etki çizgisi üzerindeki herhangi bir noktada biten bir konum vektörüdür. MA momentinin şiddeti (MA),

Bir kuvvetin bir eksene göre momenti Bir kuvvetin bir noktaya göre momenti esaplanırken,moment ve moment ekseninin, kuvvet ve moment kolunu içeren düzleme daima dik olduğu unutulmamalıdır. Bazen bu momentin, söz konusu noktadan geçen belirli bir eksen üzerindeki bilesenini bulmak gerekebilir. Skaler veya vektörel analiz kullanılabilir. Bulonu gevsetebilecek moment y ekseni etrafındaki My momentidir. x ekseni etrafında olusan momentin bulonu gevsetmeye bir etkisi yoktur.

Skaler çarpım F kuvvetinin y ekseni etrafında moment yaratan moment kolu: dy=dcos olduğuna göre, M= Fdy = F(dcos ) olarak bulunur.

Vektörel çarpım Şekilde gösterilen F kuvvetinin y eksenine göre momentini bulmak için önce, F kuvvetinin y ekseni üzerinde herhangi bir nokta O ya göre momenti bulunur Mo momentinin y eksenine göre izdüsümü olan My bileseni (y ekseni etrafındaki moment) ise skaler çarpım kullanılarak bulunur. (sonuç skaler)

Örnek Problem : O noktasına göre momenti hesaplayınız:

Örnek Problem : O noktasına göre momenti hesaplayınız

Örnek Problem : O noktasına göre momenti hesaplayınız

Örnek Problem : Şekildeki sistemde A, B, C ve D noktalarında oluşan momentleri bulunuz.

Ödev: O noktasına göre momenti bulunuz.

Ödev: A noktasına göre momenti bulunuz

VARİGNON TEOREMİ Bir kuvvetin bir noktaya göre momenti, bu kuvvetin bileşenlerinin yine aynı noktaya göre momentlerinin toplamına eşittir.

Varignon Teoremi Yani bir vektörün bir noktaya göre momenti, bileşenlerin bu noktaya göre momentlerinin toplamına eşittir.

Birden fazla eş zamanlı kuvvetin bileşkelerinin verilen bir O noktasına göre momenti bu kuvvetlerin aynı O noktasına göre momentlerinin toplamına eşittir.

Bu teorem ikişer, ikişer kuvvetler için peşpeşe uygulanarak ikiden çok kuvvet ve onların bileşenleri için ispat edilebilir. Yani bir noktada kesişen birçok kuvvetin herhangi bir noktaya göre momentleri toplamı aynı noktaya göre bileşke kuvvetin momentine eşittir. Bu teorem hem bağlı hem de kayıcı vektörlere uygulanabilir.

Varignon teoreminden yararlanarak bileşke kuvvetin bir noktaya göre momenti yerine bu kuvvetin bileşenlerinin aynı noktaya göre momentlerini almak çoğu zaman daha elverişli olmaktadır.

Uzay kuvvet sistemleri için varignon teoremi genelleştirilirse bileşenleri Fx, Fy, Fz olan ve uzayda A (x, y, z) noktasına etki eden bir kuvvetin eksenlere göre momentleri yazılabilir. Bunlar;

Varignon Teoremi

Varignon Teoremi Örnek Problem

Örnek Problem

Skaler yol : Örnek Problem : F kuvvetinin O noktasına göre momentini skaler ve vektörel çaroım metotlarını kullanarak bulunuz Vektörel çarpım yolu

Kuvvet Çifti Bir kuvvet çifti şiddetleri eşit fakat yönleri zıt iki paralel kuvvetten meydana gelir. Yani, kuvvet çiftinin momenti moment merkezinden (referans O noktası) ba ımsızdır. Bu nedenle kuvvet çiftinin momenti bir Serbest Vektör dür

Kuvvet Çifti Skaler Çarpım Kuvvet çiftinin momenti: M = Fd F= kuvvetlerden birinin büyüklüğü d= kuvvetler arasındaki dik uzaklık (moment kolu) Kuvvet çifti momentinin doğrultu ve yönü sağ el kuralı ile belirlenir. Vektörel çarpım Kuvvet çiftinin momenti vektörel (çapraz) çarpımla: M =r F

Esdeğer (Denk) Kuvvet Çiftleri İki farklı kuvvet çifti, aynı şiddet ve yöne sahip moment etkisi yaratıyorsa, bu iki kuvvet çiftine eşdeğer kuvvet çifti denir. Vektörel olarak:

Örnek Problem: Şekilde verilen 400 N luk yatay kolu O noktasına (e de er bir kuvvet ve moment çifti olarak) indirgeyiniz.

Sisteme birden çok kuvvetin etkimesi durumunda ise momentler toplanır +M RO = Fd Momentlerin Toplanması

Kuvvetin bir noktadan bir noktaya taşınması

KUVVET ÇİFTLERİ Zıt yönlerde etkiyen eşit iki kuvvetten meydana gelen sisteme kuvvet çifti denir. Burada dengelenmiş bir moment bulunmaktadır. Moment Merkezi, Kuvvetlerin arasında veya dışında yada kuvvetlerden biri üzerinde alınsa yine aynı şiddette ve aynı döndürme yönünde kuvvet çifti elde edilir. M0= -(OA)F+F.(OB) M0 = ( O A).F +(O B).F FM0= F.a M0 = F.a

Çift kuvvet elemanı Rijit cisim dengesinin iki durumuna özel dikkat gösterilmelidir. iki-kuvvet elemanı sadece iki noktasında kuvvetlere maruz kalan bir rijit cisimdir. Bu kuvvetlerin F1 ve F2 bileskeleri aynı büyüklüğe ve aynı etki çizgisine sahip olmalı ama ters yönlü olmalıdır.

Çift kuvvet elemanı F1 ve F2 kuvvetlerine maruz bir plaka veya parçada Statik denge için A noktasına göre momentlerin toplamı sıfır olmalıdır. F2 nin momenti sıfır olmalıdır. Bu da F2 nin etki çizgisinin A noktasından geçmesi demektir. Benzer sekilde, F1 in etki çizgisi B noktasına göre momentlerin toplamının sıfır olması için B noktasından geçmelidir. Herhangi bir yöndeki kuvvetlerin toplamının sıfır olma gerekliliği şu sonucu doğurmaktadır: F1 ve F2esit büyüklükte ama ters yönlü olmalıdır

Kuvvetler Sisteminin İndirgenmesi F1, F2 ve F3 ün O ya taşınması Eşdeğer bir kuvvet ve momente indirgeme Kuvvet ve Momenti tek kuvvete indirgeme

Örnek Problem: Şekildeki plakaya etkiyen kuvvet çifti ve kuvvetleri eş değer bir kuvvete indirgeyiniz.

Tek kuvvete indirgeme: Bunun için dört metot kullanılabilir

x=0 için y=3.54 m bulunur. y=0 için x=-1.792 m bulunur. Skaler çözümle aynı sonuçlar elde edilir. Daha genel bir yaklaşım için vektörel analiz kullanılabilir: burada r, O dan başlayıp R nin ekti çizgisi üzerindeki herhangi bir noktada biten bir konum vektörüdür.

Örnek Problem Ağırlığı ihmal edilen ve boyu L olan bir çubuk bir pim ile şekilde görüldüğü gibi zemine bağlanmıştır. Ayrıca çubuğun üst kısmı da bir kablo ile zemine bağlanmıştır. Eğer çubuğun ortasına bir F kuvveti yatay olarak uygulanırsa; a) Teldeki çeki kuvvetini b) Çubuğa ve civataya etkiyen yatay ve dikey kuvvet bileşenlerini bulunuz.

Çözüm

Çözüm

Örnek Problem Verilen kuvvetleri ve kuvvet çiftlerini O ya indirgeyiniz. F1= 2 kn F2= 3 kn M1= 5 knm M2= 10 knm

Örnek Problem Verilen kolda kuvvetleri ve kuvvet çiftlerini A ya indirgeyiniz. A da doğacak reaksiyon kuvvetlerini hesaplayınız.

Verilen kolda kuvvetleri ve kuvvet çiftlerini A ya indirgeyiniz. A da doğacak reaksiyon kuvvetlerini hesaplayınız.

Örnek Problem A(-3, 2, 0), B(0, 0, 6), C(2, -3, 0), D(0, -3, 0) Ağırlığı500N olan OB çubuğu yukarıda koordinatları verilen üç tel halatla A, C, D noktalarına sabitlenmiştir. Sistemin dengede kalabilmesi için halat germe kuvvetlerinin minimum ne olması gerektiğini hesaplayınız.

Örnek Problem: 500 N luk bir kuvvet aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi 45cm lik bir çubuğa etki etmektedir. 500 N un A noktasına göre oluşturduğu momenti aşağıda verilen metotları kullanarak hesaplayınız : 1. Kuvvetin dikey bileşenini bularak. 2. Mesafenin dikey bileşenini bularak. 3. Kuvvetin ve mesafenin dikdörtgensel bileşenlerini kullanarak. 4. Vektörel çarpımı kullanarak.

Örnek Problem Verilen kuvvetin meydana getirdiği momenti hesaplayınız: a) Kuvvetlerin A noktasına göree b) Kuvvetlerin noktasına göre

Örnek Problem Şekildeki ABC kolu için serbest cisim diyagramını çiziniz.

Örnek Problem Şekildeki cisimlerin serbest cisim diyagramını çiziniz. Cisimlerin ağırlıklarını dikkate almayınız

Örnek Problem şekildeki cisimlerin serbest cisim diyagramını çiziniz. Cisimlerin ağırlıklarını dikkate almayınız

Örnek Problem şekildeki 600 N luk kuvvetin O noktasına göre momentini 5 farklı yolla bulalım. Çözüm: Bu problemi beş farklı yol ile çözebiliriz I. Yol

II. Yol

III. Yol

IV. Yol : Kuvveti zemindeki bir noktaya taşıyarak

V. Yol : Kuvveti O nun üzerinde bir noktaya taşıyarak

Örnek Problem Boruya etkiyen iki kuvvet çiftinin yaratmış olduğu momentin ileşkesini bulunuz

Örnek Problem Etkiyen kuvvetleri O noktasında esdeğerkuvvet ve moment sistemine indirgeyin.

Moment Toplamı