Sistem Mehanika, Proste Masine

STAR MO

IT AGROMED

ET

SKI FAKU AN LT ER

UNIVERZITET ”DŽEMAL BIJEDIĆ”- MOSTAR AGROMEDITERANSKI FAKULTET

MEHANIZACIJA U POLJOPRIVREDI Doc.dr. Elvir Zlomušica, dipl.ing. Literatura: M.Lulo, S. Škaljić “Mehanizacija poljoprivredne proizvodnje”, Sarajevo, 2004.

MEĐUNARODNI SISTEM JEDINICA (SI) • Usvojen 1955 godine od strane Organizacije ujedinjenih nacija (Međunarodna konferecija za mjere i tegove), te je njegova primjena obavezujuća • BiH je preuzela zakonsku obavezu iz SFRJ, kojom je obavezna upotreba SI-sistema u javnom komuniciranju • Sistem počiva na 7 Osnovnih jedinica iz kojih se matematskim operacijama izvode sve ostale jedinice • Unutar SI-sistema primjenjuje se Dekadadski i Decimalni sistem pisanja i računanja sa jedinicama • Pisanje prefiksa koji označavaju određenu numeričku vrijednost vrši se ispred oznake jedinice Mehanizacija u poljoprivredi

Koje su to Osnovne jedinice SI-sistema?

Mehanizacija u poljoprivredi

Izvedene jedinice SI-sistema


Numerički faktori SI, prefiksi i oznake


Vansistemske zakonom dozvoljene jedinice


Vansistemske, izuzetno dopuštene jedinice


Zabranjene vansistemske jedinice


Običajne lokalne jedinice površine


Zadatak mehanike Arhimed (287-212 g. p.n.e.) – Osnivač mehanike, poznat po »Zlatnom pravilu mehanike” i “Arhimedovom zakonu”

Mehanika je nauka o zakonima ravnoteže (mirovanja) i kretanja tijela. Proučava kretanje i mirovanje materijalnih tijela, kao i uzroke, tj. sile uslijed kojih nastaju promjene stanja kretanja odnosno mirovanja

Isac Newton (1643-1727)


Zakon poluge: Na jednokrakoj poluzi vlada ravnoteža kada djeluju dvije sile jednake vrijednosti

Objesimo li neko tijelo T o oprugu O ono će biti u stanju ravnoteže pošto sila S rastegnute opruge drži ravnotežu težini tijela G


Ako se neko tijelo kreće, ono nije u ravnoteži, osim kod jednolikog pravolinijskog kretanja. U stvarnosti nema apsolutnih kretanja. Sva kretanja u prirodi su relativna. Međutim, pri rješavanju praktičnih zadataka obično se uzima da Zemlja miruje, pa se sva kretanja u odnosu na Zemlju smatraju apsolutnim.


Podjela mehanike •

•

•

Prema agregatnom stanju materijalnog tijela: – Mehaniku čvrstih tijela – Mehaniku tekućih tijela-hidromehaniku – Mehaniku gasovitih tijela-aeromehaniku Mehaniku čvrstih tijela dijelimo na: – Mehanika krutog tijela – Mehaniku deformabilnog tijela (teorija elastičnosti, teorija plastičnosti i otpornost materijala) Mehaniku krutog tijela, s obzirom na vrstu proučavanih pojava: ! Statiku – proučava sile i uslove za njihovu ravnotežu ! Kinematika – proučava kretanja tijela u ravni i prostoru zavisno od vremena, bez obzira na masu i sile koje ih izazivaju ! Dinamika – proučava zavisnost između kretanja tijela i sila koje na njih djeluju, s obzirom na masu tijela


Osnovni pojmovi mehanike Sila? Sila je fizička veličina koja izaziva promjenu stanja mirovanja (ravnoteže), ili kretanja ili oblika (deformacije) jednog tijela.


Pojam sile definisan je osnovnim zakonom dinamike (II Newton-ov zakon): SILA = MASA • UBRZANJE F=m•a

Ako II Newton-ov zakon primjenimo na težinu:

TEŽINA = MASA • UBRZANJE ZEMLJINE TEŽE G=m•g g ≈ 9,81 m/s2 – ubrzanje zemljine teže u našim krajevima Jedinica za mjerenje sile-težine je Njutn [N], a veoma često se upotrebljava 1 kN = 1000 N


Statički moment sila Moment sile koja djeluje na neko tijelo, s obzirom na tačku (sa znakom “+” ili “-”) jeste proizvod vrijednosti sile (F) i njezinog kraka (a) spuštenog iz tačke O na liniju dejstva sile MOMENT SILE = SILA • KRAK SILE MO (F) = F • a Jedinica za mjerenje momenta sile je njutnmetar [Nm], a veoma često se upotrebljava 1 kNm = 1000 Nm


Momentno pravilo Moment neke sile FR za ma koju tačku u ravni jednak je algebraskom zbiru momenata njenih komponenata F1 i F2 za istu tačku u ravni (Varinjonova teorema):

FR • a = F1 • a1 + F2 • a2


Vrste sila •

•

•

•

Aktivne (dinamičke) sile – izazivaju ili potpomažu kretanje (npr. sila Zemljine teže ) Pasivne (otporne) sile – sprečavaju kretanje

S obzirom na mjesto djelovanja: - Vanjske sile - Unutrašnje sile S obzirom na vrijeme djelovanja: - Promjenljive - Konstantne - Trajne - Trenutne Mehanizacija u poljoprivredi

Grafičko predstavljanje sile


Osnovni aksiomi statike •

•

•

•

Prvi aksiom (o uravnoteženju dvije sile). Ako na slobodno tijelo dejstvuju dvije sile, onda će to tijelo biti u ravnoteži tada i samo tada ako su te sile jednake po intezitetu, ako imaju isti pravac djelovanja i ako su suprotnog smjera. Drugi aksiom (o dodavanju i oduzimanju uravnoteženih sila). Dejstvo datog sistema sila na kruto tijelo ne mijenja se ako se datom sistemu sila doda ili oduzme drugi uravnoteženi sistem sila. Treći aksiom (o paraleleogramu sila). Dvije sile koje napadaju kruto tijelo u jednoj tački i dejstvuju pod nekim uglom jedna u odnosu na drugu imaju rezultantu jednaku geometrijskom (vektorskom) zbiru tih sila s hvatištem u istoj tački. Četvrti aksiom (o uzajamno djelovanju dvaju tijela). Svakom djelovanju jednog materijalnog tijela na drugo odgovara po intezitetu isto protudejstvo drugog tijela na prvo.


Veze i reakcije veza Za neko tijelo kažemo da je slobodno ako njegovo kretanje u prostoru nije ograničeno. Nasuprot tome, tijelo je vezano ili neslobodno onda kada su mu jedna ili više tačaka vezane za neko nepomično tijelo.Tijela koja ograničavaju kretanje tijela nazivamo veze. Uslijed dejstva sktivnih sila na vezano tijelo dolazi do dejstva tijela na vezu određenom silom, koju nazivamo pritisak na vezu. Veza dejstvuje na tijelo istim pravcem i intezitetom, ali suprotnim smjerom, a nazivamo je reakcija veze. Svako tijelo može se posmatrati kao slobodno ako se uklone veze i njihov uticaj na tijelo zamijeni dejstvom reakcije veza.


Sile u ravnoteži Međusobni položaj dviju sila koje djeluju u ravni


Sastavljanje dvije ili više sila u rezultantu

Dvije ili više sila koje djeluju na neko tijelo ili jednu tačku, a mogu međusobno zauzimati razne položaje u ravni, možemo zamijeniti jednom silom, tj. složiti ih u rezultantu , bilo grafičkim bilo računarskim (analitičkim putem). Rezultanta po djelovanju, tj. po svojoj vrijednosti, pravcu i smjeru potpuno zamjenjuje istovremeno djelovanje zadatih sila.


Sile sa zajedničkim hvatištem Kolinerane sile


Slaganje dvije sile koje se sijeku u jednoj tački (dvije kose sile) Dvije metode: • Metod paralelograma sila • Metod poligona sila


Rastavljanje (razlaganje) sila u dvije komponente


Sistem sila Grafičko i analitičko slaganje sila, koje djeluju na jednu tačku


Analitička metoda

FR = Fx + Fy i =n

Fx = X 1 + X 2 + X 3 + Κ X n = ∑ X i i =1

i =n

Fy = Y1 + Y2 + Y3 + Κ Yn = ∑ Yi i =1


Sile sa različitim hvatištima Dvije sile s različitim napadnim tačkama


Slaganje sila pomoću verižnog poligona


Proste mašine (Jednostavne mašine) Na prostu mašinu obično djeluje jedna aktivna sila čiji je zadatak da izazove kretanje. Pri tome se savladava izvjestan otpor koji dolazi od otpornih sila, tj. tereta. U proučavanju prostih mašina zanemarit čemo otpor trenja. Jednokrake i dvokrake poluge

Uslov ravnoteže na poluzi glasi: P•a=Q•b (Sila x Krak sile = Teret x Krak tereta)


P = sila Q = teret a = krak sile b = krak tereta D = oslonac poluge

Koturovi (nepomični i pomični)

ΣMo = F • R - G • R = 0 F=G

ΣMA = G • R – F • 2R = 0 F = G/2


Koturače Arhimedova koturača

P = Q / 4 ili opčenito: P=Q/n P = sila Q = teret n = broj kotura

Diferencijalna koturača

Kod diferencijalne koturaće preko kotureva može biti prebačeno uže ili lanac. U slučaju da se radi o lancu onda umjesto poluprečnika (R) i( r) se uzima broj zubaca (Z) i (z). Sila će biti manja što je veča diferencija (R-r) ili (Z-z), te je po tome i dobila naziv Diferncijalna koturača Mehanizacija u poljoprivredi

Kosa (strma) ravan •

• •

Fμo ≥ G sinα sinα = BC/AC

• • •

Kosu ravan možemo posmatrati kao pravougli trougao A,B,C pri čemu hipotenuza A-C predstavlja dužinu kose ravni a B-C visinu Odnos između dužine (AC) naspram visine (BC) predstavlja vrijednost sinα (sinα = BC /AC) Na posmatrano tijelo djeluju sila težine (G) i sila otpora trenja (Fμo) Sila otpora trenja proporcionalna je rekciji podloge (FN) i koeficijentu trenja (μ) Komponenta G cosα se poništava jer je FN = G cosα Ako se zanemaruje otpor trenja podloge μ = 0


Kosa (strma) ravan – tijelo se vuče uz strmu ravan

F ≥ Fμo + G sinα


Kotrljanje • Prilikom kotrljanja dolazi u podlozi do elastičnih deformacija, koje daju prilikom transporta pritisak FN, odnosno moment trenja FN • f • Što je površina po kojoj se tijelo kotrlja čvršća, deformacija je manja, a time i sila trenja kotrljanja

F = G • f/h Mehanizacija u poljoprivredi

Klin Ako klin uslijed sile P, prodire u neko tijelo, tada će tijelo pritiskati klin silom (Q), taj pritisak je okomit na stranu klina. Pritisak (Q) dijeli se u dvije komponente, jedna djeluje u smjeru podloge, a druga je jednaka, ali suprotna sili (P). Iz trokuta A B D dobijamo: P = Q · Sinα N = Q · Cosα

P = P’= Q · Sinα Obzirom da je sinα = b / l i cosα = h /l , onda imamo:

P = Q · (b / l )

N = Q · (h /l )

Iz navednog izraza se može zaključiti, da je potrebna sila (P) za savladavanje otpora veća što je veće čelo klina (b) naspram njegove dužine (l) , tj. Što je veći ugao (α ). Princip funkcionisanja klina se mnogo primjenjuje na poljoprivrednim mašinama kod plugova i sl. Mehanizacija u poljoprivredi

Vitlo

F = G • r/R Sila (F) za savladavanje tereta (G) će biti manja što je ručica vitla (R) veća u odnosu na poluprečnik vratila (r)


Vijak Vijak nalazi široku primjenu kod raznih vrsta mehaničkih dizalica, zavrtnjeva, presa za cjeđenje i sl. Kada pravougli trougao obavijemo oko valjka dobijamo vijak ili zavojnicu. Hipotenuza trougla opiše navoj a visina trougla (h) predstavlja korak navoja

Rotaciona sila (P) na ručici radiusa ( r ) diže ili spušta teret (Q). Za jedan okretaj ručice teret (Q) se podigne ili spusti za visinu (h). Sila za savladavanje tereta će biti manja što je visina (h) manja naspram pređenog puta (2rπ ). Mehanizacija u poljoprivredi

Puž i pužno kolo

F = G • (r/l) • (n/z) n-broj zubaca pužnog kola N- broj hodova puža


Sistem Mehanika, Proste Masine

Recommend Documents