GIÁO ÁN MÔN: CƠ HỌC XÂY DỰNG Thời gian thực hiện: Tháng 9/2006 Lớp:………
Số giờ đã giảng:………………………………..
Thực hiện ngày …… Tháng 9 năm 2006
CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CƠ HỌC
I. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU:
1. Mục đích: Hiểu biết và ghi nhớ những khái niệm cơ bản về Cơ học Xây dựng.
2. Yêu cầu: Hiểu và thuộc những khái niệm cơ bản về cơ học như lực, hợp lực, ngẫu lực, mô men,
trạng thái cân bằng của vật rắn, các loại liên kết. Xác định được hệ lực tác dụng lên một vật rắn cân
bằng.
III. THỜI GIAN: 02 Tiết
IV. NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY:
TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP TG
[1] [2] [3] [4]
I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
I.1 Vật rắn tuyệt đối:
Trong tĩnh học mọi vật rắn được quan niệm là vật
rắn tuyệt đối.
Nghĩa là trong suốt thời gian chịu lực
khoảng cách giữa 2 điểm nào của vật
cũng luôn luôn không đổi (hay nói cách
khác là dạng hình học của vật không
đổi.
Trong thực tế không có vật tuyệt đối rắn, mọi vật
chịu tác dụng của lực thì hoặc bị biến dạng ít,
hoặc bị biến dạng nhiều.
Nhưng ta xem vật là rắn tuyệt đối vì
trong hầu hết trường hợp các biến dạng
xảy ra trong vật rắn thường rất nhỏ và
với phép tính gần đúng có thể xem các
biến dạng đó là không đáng kể.
Cũng có trường hợp xem vật là tuyệt đối rắn

1KG = 9,81 N.
Trong phép tính gần đúng 1KG=10N
- Điểm đặt của lực: Điểm trên vật mà tại đó lực
tác dụng vào vật. Tác dụng của lực không
những phụ thuộc vào hướng, trị số của lực mà
còn phụ thuộc vào điểm đặt lực.
3 Biểu diễn lực
Qua việc xác định lực ta thấy lực là một đại lượng
véc tơ. Người ta biểu diễn véctơ lực bằng một
đoạn thẳng có gốc trùng với điểm đặt lực, có
hướng trùng với hướng của lực và có độ dài tỉlệ
với trị số của lực.
Biểu diễn lực kéo vật có điểm đặt ở A,
phương của lực là phương của sợi dây,
chiều của lực từ A đến A’, độ dài đoạn
AA’ biểu diễn trị số của lực.
Lực được ký hiệu là
F
hoặc
A'A
còn trị số của lực tương ứng với ký
hiệu là F hoặc AA’.
I.3 Trạng thái cân bằng
Vật rắn ở trạng thái cân bằng nếu nó đứng yên
hoặc chuyển động tịnh tiến thẳng đều đối với một
hệ quy chiếu nào đó được chọn làm chuẩn. Trong
tĩnh học ta chỉ xét trạng thái cân bằng tuyệt đối
tức là trạng thái đứng yên của vật đối với hệ quy
chiếu cố định. Nếu bỏ qua chuyển động của quả
đất đối với vũ trụ, có thể xem vật rắn nằm yên trên

F
,
2F
…
Fn
)
trong đó
1
F
,
2F
…
Fn
là các lực
thành phần của hệ lực tác dụng lên vật.
3. Hệ lực tương đương: Hai lực được gọi là tương
đương nhau nếu chúng có cùng tác dụng cơ học.
Trong cơ học dấu
≡
hoặc
≈
ký hiệu sự tương
đương.
Ví dụ:
(
1
F
,
2F
…

Fn
)
≡
0
A B
A’ F F
5. Hợp lực của một hệ lực: Nếu có một lực duy nhất
nào đó tương đương với một hệ lực thì gọi là hợp
lực của hệ lực.
6. Nguyên lý tĩnh học:
a. Nguyên lý về hai lực cân bằng:
Điều kiện cần và đủ để hai lực tác dụng lên một
vật cân bằng là chúng phải trực đối nhau.
b. Nguyên lý thêm bớt các lực cân bằng:
Tác dụng của một hệ lực trên một vật rắn không
thay đổi khi thêm vào hay bớt đi hai lực cân bằng
nhau.
Hệ quả: Tác dụng của một lực lên một vật rắn
không thay đổi khi ta trượt lực trên đường tác
dụng của nó.
Giả sử ta có một lực
F
tác dụng tại
một điểm A của một vật rắn. Tại một
điểm B bất kỳ trên đường tác dụng của
lực
F
, ta đặt 2 lực cân bằng
1
F

F
,
2
F
)
≡
1
F
Lực
1
F
chính là lực
F
trượt từ A đến
B
c. Nguyên lý hình bình hành lực:
Hợp lực của hai lực cùng điểm đặt là một lực đặt
tại điểm đó, có trị số, phương chiều biểu diễn bởi
đường chéo của hình bình hành mà các cạnh là
hai lực đã cho.
1
F
.
2
F

≡
R

biểu diễn dưới dạng vectơ, ta có:

F
=
'F
Chú ý: Lực tác dụng và phản lực tác
dụng không phải là hai lực cân bằng, vì
chúng luôn đặt vào hai vật khác nhau.
II HÌNH CHIẾU CỦA LỰC LÊN TRỤC TOẠ ĐỘ
1
F
2
F
A
B
2
F
1
F
R
2
F
1
F
A
B
Giả sử lực
F
có đường tác dụng hợp với trục x
một góc α. gọi X, Y là hình chiếu của lực
F
lên

F
Y
Ví dụ 1: Xác định hình chiếu của lực
F=400N lên hệ trục toạ độ vuông góc
xoy như hình vẽ trên với α=60
o
Giải:
X = F cosα = 400 x 0,5 =200N
Y = F sinα = 400 x 0,866 = 346,4N
Ví dụ 2: Một gối đỡ bản lề cố định có
phản lực
R
đã biết hai hình chiếu lên
hai trục x và y là X=300N, Y=400N.
Hãy xác định phản lực
R
của gối đỡ
đó.
Giải:
R=
22
YX
+
=
22
400300
+
= 500N
Cosα =
R

dấu (-) trong trường hợp ngược lại.
Đơn vị chính để đo trị số mômen là Niutơn met,
ký hiệu (N.m).
Khi tác dụng một lực
F
lên một vật rắn
có một điểm O cố định thì vật sẽ quay
quanh O (hình vẽ).
Tác dụng quay mà lực
F
gây ra cho
vật phụ thuộc vào trị số của lực
F
và
khoảng cách a từ điểm O đến đường tác
dụng của lực. Khoảng cách a gọi là
cánh tay đòn của lực. Đại lượng đặc
trưng cho tác dụng quay mà lực gây ra
cho vật quanh điểm O gọi là Mômen
của lực đối với điểm O và được định
nghĩa như sau:
b. Nhận xét:
- Trị số tuyệt đối của mômen của lực
F
đối với
tâm O bằng 2 lần diện tích tam giác OAB tạo
thành do lực và tâm mômen.
Ví dụ xác định mômen của lực
1
F

ngẫu lực.
- Ký hiệu của ngẫu lực (
F
,
'F
)
b. Các yếu tố của ngẫu lực:
Một ngẫu lực đươc xác định bởi 3 yếu tố sau:
- Mặt phẳng tác dụng: là mặt phẳng chứa các
lực của ngẫu lực.
- Chiều quay của ngẫu lực: là chiều quay của
vật do ngẫu lực gây nên. (từ lực này đến lực
kia theo chiều của lực)
- Trị số momen của ngẫu lực: là tích số giữa trị
số của lực và cánh tay đòn, được ký hiệu là m.
m = F.a. (1.6)
Đơn vị chính để tính trị số của mômen ngẫu lực
là Nm. Với 2 yếu tố là chiều quay và trị số
momen của ngẫu lực ta có thể biểu thi mômen
đại số của ngẫu lực:
m = + F.a. (1.7)
Mômen có dấu (+) khi làm cho vật quay ngược
chiều kim đồng hồ, và có dấu (-) trong trường
hợp ngược lại.
- Ta thấy trị số tuyệt đối của mômen ngẫu lực
bằng hai lần diện tích tam giác lập bởi một lực
của ngẫu lực và điểm đặt của lực kia.

)(22 ABCSSm
∆==

2m
2m
F
A
B
'
F