Установка для определения центра тяжести методом подвешивания

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

«Определение центра тяжести плоской фигуры»

Специальность: 190631 «Техническое обслуживание и ремонт

автомобильного транспорта »

Дисциплина: «Техническая механика»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Санкт-Петербург

Рассмотрено

на заседании ЦК №7

«Техническая механика и инженерная графика»

Протокол №_____________

от «____» _________2013 г.

Рекомендовано

методическим советом

Протокол №_____________

от «____» _________2013 г.

Зам. директора по учебной работе

________________ Т. Ю. Бекяшева

«____» ____________2013 г.

Председатель ЦК

__________ Е.В. Григорьева

Автор: _______ Е. Н. Немчинова

Рецензент: ____ Н. Н. Силенок

Редактор____________ Л.Д. Таланова

Аннотация

Методические указания составлены с учётом требований ФГОС третьего поколения и предлагают подробное описание организации проведения лабораторной работы «Определение центра тяжести плоской фигуры». Указания предназначены студентам, осваивающим специальность 190631 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»,

140448 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования» (по отраслям), 190625 «Эксплуатация транспортного электрооборудования и автоматики» (по видам транспорта), 270843 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий», 190103 «Автомобиле- и тракторостроение» в средних профессиональных образовательных учреждениях.

В методических указаниях рассматриваются вопросы связанные с определением центра тяжести сложной плоской фигуры. При выполнении лабораторной работы «Определение центра тяжести плоской фигуры» студенты определяют координаты центра тяжести сложной плоской фигуры опытным путём (методом подвешивания) и аналитическим путём (методом расчётов).

Содержание

Введение 5

1 Цель и задачи лабораторной работы6

1.1 Цель работы 6

1.2 Задачи работы6

2. Содержание лабораторной работы7

2.1 Теоретическая часть 7

2.2 Практическая часть 9

3 Оборудование10

3.1Оборудование для выполнения лабораторной работы 10

4 Учебная и нормативная литература12

4.1Учебная литература 12

4.2 Нормативная литература 12

5 Меры безопасности на рабочем месте13

5.1 Общие требования безопасности 13

5.2 Требования безопасности во время работы 13

6 Рекомендации студентам по выполнению лабораторной работы14

6.1 Условия и организация работы 14

6.2 Последовательность и технология выполнения работы15

7 Вопросы для самоконтроля16

7.1 Вопросы по теоретической части 16

7.2 Вопросы по практической части 16

Бланк отчёта о лабораторной работе17

Приложение АФормулы для определения площадей простых

геометрических фигур 20
Введение

Большое практическое значение имеет определение центра тяжести различных машин и механизмов.

В методических указаниях рассматривается последовательность выполнения лабораторной работы. Данные методические указания направлены на то, чтобы закрепить полученные студентами знания по расчёту центра тяжести сложных плоских фигур и научить их применять полученные знания на практике при расчёте центра тяжести представленных лабораторных образцов.

Методические указания к лабораторным работам являются результатом развития системы проведения лабораторных работ в колледже и позволяют студентам проявить большую самостоятельность и возможность лучшего усвоения ими нового материала.

1 Цель и задачи лабораторной работы

1.1 Цель работы

Определить центр тяжести сложной плоской фигуры опытным путём (методом подвешивания) и сравнить полученные данные с расчётными.

1.2 Задачи работы:

- знать методы для определения центра тяжести тела;

- уметь определять положения центра тяжести простых и сложных геометрических фигур;

- уметь определять статические моменты площади.

Содержание лабораторной работы

2.1 Теоретическая часть

Центр тяжести это геометрическая точка, которая может быть расположена и вне тела (диск с отверстием, полый шар и т. д.). На практике большое значение имеет определение центра тяжести тонких плоских однородных пластин. Их толщиной можно пренебречь и считать, что центр тяжести расположен в плоскости. Если координатную плоскость ХОУ совместить с плоскостью фигуры, то положение центра тяжести определяется двумя координатами.

Координаты центра тяжести плоской фигуры x _c и y _c , мм, определяют по формулам

, (2.1)

, (2.2)

где – статический момент площади относительно оси Х, мм³;

– статический момент площади относительно оси У, мм³

А – площадь фигуры, мм².

Статические моменты площади плоской фигуры S _х , S _у, мм³, определяют по формулам

, (2.3)

, (2.4)

где – площадь части фигуры, мм² (формулы для определения площадей в приложении А);

- координаты центра тяжести частей фигуры, мм.

При решении задач используются следующие методы:

- метод симметрии: центр тяжести симметричных фигур находится на оси симметрии;

- метод разделения: сложные сечения разделяем на несколько простых частей, положение центров тяжести которых легко определить;

- метод отрицательных площадей: полости (отверстия) рассматриваются как часть сечения с отрицательной площадью.

Положения центров тяжести простых геометрических фигур определяются в соответствии с рисунком 2.1.

Рисунок 2.1

2.2 Практическая часть:

- определение центра тяжести сложной плоской фигуры опытным путём (методом подвешивания);

- определение центра тяжести сложной плоской фигуры аналитическим путём (методом расчётов);

- сравнить опытные данные с расчётными;

- заполнение бланка отчёта и защита работы.

Оборудование

3.1 Оборудование для выполнения лабораторной работы

Установка для определения центра тяжести методом подвешивания

представлена в соответствии с рисунками 3.1 и 3.2.

Рисунок 3.1

Рисунок 3.2

4 Учебная и нормативная литература

4.1 Учебная литература

Олофинская В.П. Техническая механика: Курс лекций с вариантами практических и тестовых заданий: учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2009. – 349с.

Эрдеди А..А.. Теоретическая механика. Сопротивление материалов: учебное пособие / А.. А. Эрдеди, Н. А. Эрдеди. 11–е изд. стер. – М.: Высшая школа, 2010 – 320с.

4.2 Нормативная литература

─ Инструкция по охране труда для студентов, занимающихся в аудитории по технической механике;

─ Методическая разработка по определению центра тяжести плоских фигур.