تعریف تکیه گاه

اهرم چیست علوم پنجم و اجزای اصلی اهرم علوم سوم

نیروی عمودی تكیه گاه

هم اكنون كه در حال مطالعه این مجموعه هستید، كجا نشسته اید!

روی یك صندلی، چه چیزی از سقوط شما روی زمین جلوگیری می‌كند؟

اگر پاسخ می‌دهید كه "صندلی" درست است، اما بهتر است بگوییم نیروی عمودی كه صندلی به شما وارد می‌آورد.

به طور كلی، هنگامی كه دو جسم با یكدیگر در تماس باشند، (مثل شما و صندلی تان، كامپیوتر و میز، فرش و كف اتاق و خیلی چیزهای دیگری كه دور و برتان مشاهده می‌كنید!) هر یك از سطوح، سطح جسم دیگر را در راستای عمود بر سطح می‌راند.

چنین نیروهایی را نیروی عمودی تكیه گاه می‌گوییم و با نماد N یا F_N نشان می‌دهیم.

به شكل‌های زیر توجّه كنید. نیروی عمودی تكیه گاه (N) را در هر یك از حالات به دست آورید. (جرم جعبه را ١٠kg بگیرید.)

نیروی گرانش

نیروی گرانش(به انگلیسی: g-force) اندازه‌گیری شتاب سقوط اجسام بر اثر وزن است و نام بردن این موضوع به عنوان نیرو درست نيست. "g" (با حروف کوچک) یک شتاب است و با یک شتاب سنج اندازه‌گیری می‌شود. از آنجایی که چنین نیرویی به عنوان وزن درک شده است، هر نیروی گرانشی به عنوان "وزن هر واحد جرم" (مترادف آن وزن مخصوص) توصیف می‌شود. شتاب گرانش به عنوان نیروی چندگانه شبه وزن برای هر واحد جرم جسم عمل می‌کند، و دلیل شتاب اجسام در تعریف تکیه گاه رابطه با سقوط آزاد می‌باشد.

وقتی که این آقا پسر فرغون را هل میدهد یعنی به او نیرو وارد میکند و فرغون هم به او نیرو وارد میکند

یک نوع مدار نیرو

نمودار نیرو ها

تاریخچه [ ویرایش ]

مفهوم نیرو از زمان‌های دور، در استاتیک و دینامیک مورد استفاده قرار گرفته است. مطالعات باستانی روی استاتیک، در قرن سوم قبل از میلاد، در کارهای ارشمیدس به حد نهایی خود رسید که هم اکنون نیز قسمت‌هایی از فیزیک مدرن را تشکیل می‌دهند. در مقابل، دینامیک ارسطو، سوء تعبیرهایی شهودی از نقش نیرو ایجاد کرد که نهایتاً در قرن هفدهم و به خصوص در کارهای ایزاک نیوتن، تصحیح شدند. با پیشرفت مکانیک کوانتومی، هم اکنون می‌دانیم که ذرات از طریق برهم کنشهای بنیادین، بر یکدیگر اثر می‌گذارند و لذا مدل استاندارد فیزیک ذرات، ادعا می‌کند که هر چیزی که اساساً به عنوان نیرو مشاهده می‌شود، در حقیقت توسط بوزونهای معیار تأثیر می‌گذارد. تنها چهار برهم کنش اساسی شناخته شده که به ترتیب قدرت عبارتند از: قوی، الکترومغناطیسی، ضعیف (که در سال ۱۹۷۰، الکتروضعیف (electroweak)به یک برهم کنش واحد انجام شدند) و گرانشی. نیوتون یکی از بزرگ‌ترین پژوهش گران در مورد نیرو است.

مفاهیم پیش از نیوتن [ ویرایش ]

مشهور است که ارسطو، نیرو را به عنوان هر چیزی که باعث می‌شود شیئی یک «حرکت غیرطبیعی» انجام دهد، توصیف کرد.

از قدیم، مفهوم نیرو برای کار کردن هر یک از هفت نوع ماشین ساده، اساسی تلقی می‌شده است. کمک مکانیکی که یک ماشین ساده فراهم می‌آورد، اجازه می‌داد تا یک نیروی کم را برای اثر گذاشتن روی جسمی در فاصله دورتر به کار برد. تجزیه تحلیل ویژگی‌های این چنین نیروها نهایتاً در کارهای ارشمیدس به غنی‌ترین حالت خود رسید، که به خصوص به خاطر فرمول‌بندی‌کردن رفتار «نیروهای شناور» نهفته در سیالات معروف است.

پیشرفت‌های فلسفه‌ای مفهوم یک نیرو در کاهایی از ارسطو به چشم می‌خورد. در کیهان شناسی ارسطویی، دنیای طبیعی چهار عنصر را نگه می‌داشت که در «حالات طبیعی» وجود داشتند. ارسطو عقیده داشت که برای اشیاء سنگین روی زمین مانند آب و زمین، حالت طبیعی این است که بدون حرکت روی زمین بمانند و این که آنها اگر تنها باشند، تمایل دارند به این حالت برسند. او بین میل ذاتی اشیاء برای رسیدن به «جای طبیعی» (برای مثال افتادن اشیاء سنگین) که به یک حرکت طبیعی منجر می‌شود، و حرکت غیرطبیعی یا اجباری که به عملکرد پیوسته یک نیرو محتاج است، تمایز قایل شد. این نظریه مبتنی بر مشاهدات روزمره این که اشیاء چگونه حرکت می‌کنند (مثلاً این که عملکرد ثابت یک نیرو برای حرکت کردن یک ارابه لازم است) مشکلات مفهوم زیادی از جمله برای توجیه رفتار پرتابه‌ها (مثلاً حرکت یک پیکان) داشت. این کاستی‌ها به طور کامل در قرن هفدهم در کارهای گالیله حل شد که متأثر از این ایده موجود در اواخر قرون وسطی بود که اشیائی که در یک حرکت اجباری هستند، یک نیروی ذاتی جنبشی با خود حمل می‌کنند. [ نیازمند منبع ]

گالیله در اوایل قرن هفده آزمایشی انجام داد که در آن سنگ‌ها و گلوله‌های توپی هر دو به پایین غلت داده می‌شدند تا به این وسیله نظریه حرکت ارسطو را رد کند. او نشان داد که اشیاء به مقداری مستقل از جرمشان، توسط گرانش شتاب می‌گیرند و بحث کرد که اشیاء همواره سرعت اولیه خودشان را بازمی‌یابند مگراینکه روی آنها نیروی مثلاً اصطکاک عمل کند.

مدل‌های بنیادی نیرو [ ویرایش ]

همهٔ نیروهایی که در جهان دیده می‌شوند، از چهار نیروی بنیادی سرچشمه می‌گیرند. نیروی هسته‌ای قوی و ضعیف فقط در اندازه‌های بسیار کوچک دیده می‌شوند و اجزای بنیادی ماده (ذرات زیراتمی) را در کنار هم نگه می‌دارند. نیروی الکترومغناطیسی بین بارهای الکتریکی و نیروی گرانش بین اجسام جرم‌دار اثر می‌کند. همهٔ نیروهای دیگر در طبیعت بر پایهٔ این چهار نیرو هستند. مثلاً نیروی اصطکاک به خاطر برهم‌کنش الکترومغناطیسی بین اتم‌های سطح دو جسم است یا نیروی فنر (قانون هوک) نیز به خاطر نیروهای الکترومغناطیسی بین اتم‌های سازندهٔ فنر است. نیروهای مرکزگرا (یا گریزازمرکز) در واقع نیروهای مَجازی هستند که به خاطر چرخش دستگاه مختصات دیده می‌شوند.

نیروهای نابنیادی [ ویرایش ]

خیلی وقت‌ها در توصیف پدیده‌ها از برخی جزئیات آن‌ها چشم می‌پوشیم. این کار باعث می‌شود بتوانیم مدل‌های ساده‌ای برای آن‌ها بسازیم و نیروهایی را تعریف کنیم که پدیده را به تقریب توصیف می‌کنند.

نیروی عمودبرسطح [ ویرایش ]

وقتی جسمی را روی سطح همواری می‌گذاریم، نیروی گرانشی به آن وارد می‌شود. برای این که جسم در سطح فرونرود، نیرویی نیز از سوی سطح به جسم وارد می‌شود. این نیرو به خاطر رانش الکترومغناطیسی بین اتم‌های جسم و اتم‌های سطح است و نیروی عمودبرسطح نام دارد. مقدار این نیرو همیشه به اندازه‌ای است که نیروهای دیگر عمود بر سطح (مانند وزن جسم) را خنثی کند.

اصطکاک [ ویرایش ]

اصطکاک نیرویی است که با حرکت دو سطح نسبت به هم مخالفت می‌کند. مقدار این نیرو منتاسب است با نیروی عمودبرسطح بین دو جسم. در مدل‌های ساده‌شده، اصطکاک را در دو دستهٔ اصطکاک جنبشی و اصطکاک ایستایی رده‌بندی می‌کنند.

نیروی اصطکاک ایستایی f s > وقتی دو جسم نسبت به هم ساکن‌اند به هر یک از دو جسم وارد می‌شود و دقیقاً مخالف نیرویی است که می‌خواهد دو جسم را نسبت به هم بلغزاند. این نیرو مقدار بیشینه‌ای دارد که با نیروی عمودبرسطح متناسب است:

ضریب تناسب μ s > ضریب اصطکاک ایستایی نام دارد و وابسته به ویژگی‌های دو سطح است. مقدار نیروی اصطکاک می‌تواند بین صفر تا این مقدار بیشینه تغییر کند.

نیروی اصطکاک جنبشی f k > وقتی دو جسم نسبت به هم در حرکتند به هر یک از دو جسم وارد می‌شود و مقدار آن ثابت و برابر با f k = μ k N =\mu _N> است. این نیرو در خلاف جهت حرکت دو جسم نسبت به یکدیگر است و با حرکت آن‌ها مخالفت می‌کند. ضریب تناسب μ k <\displaystyle \mu _> ضریب اصطکاک جنبشی نام دارد و وابسته به ویژگی‌های دو سطح است. μ k <\displaystyle \mu _> معمولاً کوچک‌تر از μ s > است.

مدل ساده‌شدهٔ بالا فقط به تقریب درست است. مثلاً در این مدل نیروی اصطکاک به مساحت تماس دو جسم وابسته نیست، حال آن‌که در عمل این نیرو به سطح تماس دو جسم بستگی زیادی دارد.

نیروی مقاوم شارّه [ ویرایش ]

نیروی مقاومت شاره هنگامی که جسمی با سرعت در یک شاره (سیال) مانند آب یا هوا حرکت می‌کند به آن وارد می‌شود. این نیرو خلاف جهت حرکت جسم است و مقدارش تابعی از سرعت جسم است.

مکانیک نیوتنی [ ویرایش ]

ایزاک نیوتن، اولین کسی است که به تعریف تکیه گاه طور صریح بیان کرده است که یک نیروی ثابت، یک میزان ثابت تغییر (مشتق زمانی) اندازه حرکت را موجب می‌شود. در حقیقت او اولین و تنها تعریف مکانیکی نیرو را ارائه داد (به صورت مشتق زمانی اندازه حرکت: F = d p d t >> ).

در سال ۱۶۸۷ نیوتن کتاب "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica " خود را چاپ کرد که در آن او از مفاهیم اینرسی، نیرو و ایستایی برای توصیف حرکت اشیاء استفاده کرد.

خدمت بعدی نیوتن به نظریه نیرو قانون متد کردن حرکت اجسام آسمانی بود که ارسطو با مشاهده حرکت روی زمین، می‌پنداشت که آنها در یک حالت طبیعی حرکت ثابت هستند. او قانون جاذبه را ارائه داد که می‌توانست برای حرکت‌های آسمانی که قبلاً توسط قانون حرکت سیاره‌ای کپلر قابل توجیه بودند، به کار رود. مدل نیروی جاذبه او چنان قوی بود که از آن برای پیش بینی وجود اجسامی بزرگ همانند نپتون استفاده شد قبل از اینکه آنها را واقعاً مشاهده کنند.

قوانین حرکت نیوتن [ ویرایش ]

هر چند معروف‌ترین معادله ایزاک نیوتن F = m a است، او در واقع شکل دیگری از قانون دوم حرکت خود، با استفاده از حساب دیفرانسیل ارائه کرد. در کتاب "Principia Mathematica"، نیوتن سه قانون حرکت ارائه کرده است که رابطه‌ای مستقیم با چگونگی توصیف نیروها در فیزیک دارند.

قانون اول نیوتن [ ویرایش ]

قانون اول نیوتن دربارهٔ شرایط لازم برای سکون بحث می‌کند و به ویژه «اینرسی» را تعریف می‌کند که به جرم یک جسم مربوط است. با در نظر گرفتن ایده ارسطویی «حالت طبیعی»، شرط سرعت ثابت چه در حالت صفر و چه در حالت ناصفر، اینک «حالت طبیعی» اشیاء سنگین تلقی می‌شود. اشیاء به حرکت خود در حالت سرعت ثابت ادامه خواهند داد مگراینکه تحت تأثیر یک نیروی نامتعادل خارجی قرار گیرند.

قانون دوم نیوتن [ ویرایش ]

توصیف شده است، که در آن p → >> اندازه حرکت سیستم است. نیرو میزان تغییر اندازه حرکت در واحد زمان است. شتاب میزان تغییر سرعت در واحد زمان است. این نتیجه که به صورت نتیجه‌ای مستقیم caveat در قانون اول نیوتن حاصل می‌شود، نشان می‌دهد که عقیده ارسطویی که یک نیروی شبکه‌ای لازم است تا یک شیئ در حال حرکت را با سرعت ثابت (و لذا با شتاب صفر) حفظ کند، به وضوح غلط بوده و فقط نتیجه یک تعریف نادقیق نبوده است.

استفاده از قانون دوم نیوتن به هر یک از صورتهایش به عنوان تعریف نیرو، در برخی از کتابهای درسی غیر دقیق تر، بی‌اعتبار معرفی شده است. زیرا این تعریف، همه محتویات تجربی را از قانون حذف می‌کند. در حقیقیت، F → >> در این معادله بیانگر یک نیروی شبکه‌ای (جمع برداری) است؛ در حال سکون، طبق تعریف، این بردار، صفر است. اما با این وجود نیروهایی متعادل موجود هستند و در واقع، قانون دوم نیوتن، نحوه تناسب شتاب و جرم را با نیرو بیان می‌کند که کدام یک از آنها را می‌توان بدون مراجعه به نیرو تعریف کرد. شتاب را می‌توان با با محاسبات حرکت‌شناسی (سینماتیک) تعریف کرد و نیز جرم را می‌توان مثلاً از طریق شمارش اتم‌ها تعیین کرد. اما با وجود اینکه سینماتیک در تجزیه و تحلیل‌های پیشرفته فیزیکی بسیار کارآمد است، هنوز سئوالات عمیقی وجود دارد از جمله اینکه تعریف دقیق جرم چیست؟ نسبت عام یک هم‌ارزی بین زمان فضای جرم معرفی می‌کند، اما بدون یک نظریه جامع گرانش کوانتومی، این هم‌ارزی گنگ می‌باشد چرا که تعریف تکیه گاه معلوم نیست که آیا و چگونه این ارتباط در مقیاسهای میکروسکوپی برقرار است. با اندکی توجیه بیشتر، قانون دوم نیوتن را می‌توان به عنوان تعریف کمّی از جرم تلقی کرد به این صورت که قانون را به صورت یک تساوی نوشته، واحدهای نسبی نیرو و جرم را ثابت نگه داریم.

تعریف نیرو گاهی سئوال برانگیز است چرا که یا نهایتاً باید به درک شهودی ما از مشاهدات مستقیم رجوع کند یا به صورت ضمنی از طریق یک فرمول خودسازگار ریاضی تعریف شود. فیزیکدانان، فیلسوفان و ریاضیدانان معروفی که به دنبال تعریفی صریح تر از نیرو گشته‌اند، عبارتند از: Ernst Mach, Clifford Truesdell and Walter Noll.

پس از کسب موفقیت‌های تجربی، قانون نیوتن معمولاً برای اندازه‌گیری قدرت نیروها مورد استفاده قرار می‌گیرد. (برای مثال با استفاده از گردش‌های نجومی، نیروهای گرانشی اندازه‌گیری می‌شوند) با این وجود، نیرو و کمیتهایی که برای اندازه‌گیری آن مورد استفاده قرار می‌گیرند، همچنان مفاهیمی متمایز می‌باشند.

قانون سوم نیوتن [ ویرایش ]

قانون سوم نیوتن، از به کار بردن تقارن در موقعیت‌هایی که نیروها را می‌توان به وجود اشیائی مختلف نسبت داده حاصل داده می‌شود. برای هر دو جسم (مثلاً ۱ و ۲) قانون سوم نیوتن بیان می‌کند که:

این قانون بیان می‌کند که نیروها همواره به صورت عمل و عکس العمل رخ می‌دهند. هر نیرویی که از عمل شیئ ۲ به ۱ اثر می‌کند. به طور اتوماتیک با نیرویی همراه است که از عمل جسم ۱ بر روی جسم ۲ حاصل می‌شود. اگر اجسام ۱ و ۲ را در یک دستگاه یکسان در نظر بگیریم، نیروی شبکه‌ای روی سیستم حاصل از واکنش‌های بین اجسام ۱ و ۲، صفر است زیرا:

این به این معناست که سیستم‌ها نمی‌توانند نیروهایی تعریف تکیه گاه درونی تولید کنند که غیرمتوازن اند. اما اگر اشیاء ۱ و ۲ در سیستم‌های متمایز فرض شوند، آنگاه هر یک از این دو سیستم، نیروی نامتوازنی تجربه کرده طبق قانون دوم نیوتن نسبت به یکدیگر شتاب خواهد گرفت.

با ترکیب کردن قوانین دوم و سوم نیوتن می‌توان نشان داد که اندازه حرکت خطی هر سیستم محفوظ می‌ماند. با استفاده از F → 12 = d p → 12 d t = − F → 21 = − d p → 21 d t >_=>_>>=->_=->_>>> و انتگرال گیری نسبت به زمان، معادله

به دست خواهد آمد. برای سیستمی که شامل اشیاء ۱ و ۲ است، داریم

که همان محفوظ ماندن اندازه حرکت خطی را بیان می‌کند. تعمیم این حقیقت به یک سیستم مشتمل بر تعداد دلخواهی از ذرات، کاری سر راست است. این نشان می‌دهد که تغییر اندازه حرکت بین اشیاء موجود در یک سیستم، تأثیری روی اندازه حرکت سیستم نخواهد گذاشت. به طور کلی از آنجایی که همه نیروها ناشی از برهم کنش اشیاء صلب است، می‌توان سیستمی تعریف کرد که در آن اندازه حرکت شبکه‌ای نه هرگز از بین می‌رود و نه هرگز به دست می‌آید.

انواع نیرو [ ویرایش ]

انواع نیرو از نظر محلی که به آن وارد می‌شود: نیروی متمرکز: بر یک نقطه از جسم وارد می‌شود. نیروی گسترده: بر سطحی مشخص از جسم وارد می‌شود که به آن فشار نیز می‌گویند. انواع نیرو از نظر اثر حرکتی که روی جسم می‌گذارند: نیروی عمودی: نیرویی که بر سطحی عمود بر سطح مورد نشر وارد می‌شود؛ که خود می‌تواند شامل نیروی کششی و فشاری باشد. نیروی خمشی: نیرویی است که سبب ایجاد خمش در یک جسم می‌باشد مانند نیروی وارد به تیرهای افقی ساختمان. در علوم مهندسی به آن لنگر خمشی نیز می‌گویند. نیروی پیچشی: نیرویی که سبب پیچش و گردش یک جسم حول محورش می‌شود مانند نیرویی که هوا بر ملخ هواپیما وارد می‌کند. نیروی کمانشی: اعمال نیرو به یک جسم دراز در جهت محور طولی آن مانند نیروی وارد بر تیرهای عمودی ساختمان و یا نیروی وارد بر تیر چراغ برق

انواع تکیه گاه در سازه های بتنی

تکیه‌گاه‌ها بخش مهمی از مدل در آنالیزهای سازه‌ای هستند؛ بنابراین ضروری است که شما تفاوت تکیه‌گاه‌ها را از همین ابتدا درک کنید،‌ چراکه آن‌ها در بروز خطا در مدل نقش دارند. این می‌تواند منجر به نتایج نادرست شود، به ‌طوری که وضعیت واقعی به درستی شبیه سازی نمی‌شود.انواع تکیه گاه در سازه های بتنی و فولادی بر حسب قیدهایی که در برابر حرکت ایجاد می کنند، تقسیم بندی می شوند.

معرفی انواع مختلف تکیه گاه در سازه های بتنی

در ادامه انواع تکیه گاه در سازه های بتنی را به شما معرفی می کنیم

۱- تکیه گاه های لولایی

یکی از انواع تکیه گاه در سازه های بتنی تکیه گاه لولایی است. در این تکیه گاه لبه ستون به وسیله پیچ و مهره به تیر متصل می شود. تکیه گاه لولایی در راستای عمودی و افقی قابلیت جا به جایی ندارد، ولی به دلیل امکان خم شدن تیر و ستون می تواند دوران داشته باشد.

یعنی از تغییر مکان نقطه تکیه گاهی در صفحه یا فضا جلوگیری می کند و در برابر دوران حول محورهای تکیه گاه مقاومتی ندارد. هر سازه ای که به این تکیه گاه متصل شود، در برابر چرخش آن حول محورهای پایه هیچ لنگر واکنشی به وجود نمی آورد و به دلیل محدود شدن سه امتداد حرکت در فضا و دو امتداد حرکت در صفحه به طور کل سه واکنش تکیه گاهی در فضا و در موارد خاص دو واکنش تکیه گاهی در صفحه به وجود می آید.

۲- تکیه گاه های غلتکی

این نوع تکیه گاه هم یکی از انواع تکیه گاه در سازه های بتنی و شبیه تکیه گاه لولایی می باشد. تفاوتشان در این است که از درجه آزادی بیشتری برخور داراست. حرکت پایه در جهت حرکت غلتک ها به درجه آزادی مربوط می باشد. حرکت در این تکیه گاه تنها در یک امتداد محدود است و به این ترتیب واکنش تکیه گاهی به وجود آمده در جهتی است که از حرکت پایه در جهت آن جلوگیری می شود. این واکنش بر امتداد قابل حرکت تکیه گاه قائم است و از مرکز مفصل نیز گذر می کند.

تعریف تکیه گاه

۳- تکیه گاه های گیردار

تکیه گاه گیردار نیز از انواع تکیه گاه در سازه های بتنی است. در این تکیه گاه از حرکت نقطه تکیه گاهی در جهت محورهای x و y جلوگیری می کند و مانع از دوران جسم حول نقطه تکیه گاهی می شود. سه واکنش تکیه گاهی در آن به وجود می آید.

در این تکیه گاه صفحه از طریق پیچ و مهره به یک پایه بتنی که در عمق زمین است متصل می شود. دیرک فلزی در این مورد قادر نخواهد بود حرکت انتقالی یا دورانی از خود داشته باشد. به این ترتیب نمایش آن به وسیله این نوع تکیه گاه انجام می شود.

تکیه گاه ارتجاعی یا فنری

در این نوع تکیه گاه ها، واکنش های تکیه گاهی موثر به جسم متناسب با سختی فنر (قابلیت تغییر مکان و دوران) محیط تکیه گاهی در محل اتصال می باشند. به عبارتی دیگر هرگاه به جای تکیه گاه ساده، فنری با ضریب سختی مشخص Kt قرار گیرد و در محل اتکا تغییر مکانی برابر Δ در امتداد فنر ایجاد نماید، مقدار واکنش تکیه گاهی از رابطه R=KtΔ به دست می آید. به همین ترتیب اگر به جای تکیه گاه گیردار فنری با سختی دورانی Kr قرار داشته و چرخش یا دورانی به اندازه θ در آن فنر ایجاد گردد مقدار لنگر مقاوم از رابطه M=Krθ به دست می آید.

نکات مهمی درباره انواع تکیه گاه در سازه های بتنی

تکیه گاه ها به شکل کاملاً صلب نیستند و همیشه میزان اندکی حرکت انتقالی در تکیه گاه های لولایی و میزان اندکی در تکیه گاه های گیردار ایجاد می شود. به علاوه به علت صفر نبودن میزان اصطکاک، همیشه کمی نیروی عکس العمل در مقابل حرکت انتقالی تکیه گاه های غلتکی ایجاد می شود.

طراحی تیر

یکی از نکات مهم در طراحی‌های مهندسی، نمایش سازه‌های واقعی به وسیله مدل‌های ایدئال است. این مدل‌ها باید به اندازه‌ای ساده باشند که فرآیند تحلیل ریاضی مسئله را تسهیل کنند. به علاوه، باید به اندازه‌ای پیچیده باشند که رفتار واقعی سازه را با دقت قابل قبولی نمایش دهند.

البته باید توجه داشته باشید که تمام مدل‌ها بیانگر رفتار تقریبی سازه‌های واقعی هستند. به عنوان مثال، تکیه‌گاه‌های واقعی هیچ‌گاه به صورت کاملاً صلب نیستند و همیشه مقدار کمی حرکت انتقالی در تکیه‌گاه‌های لولایی و مقدار کمی دوران در تکیه‌گاه‌های گیردار وجود دارد.

علاوه بر این، به دلیل صفر نبودن مقدار اصطحکاک، همیشه مقدار کمی نیروی عکس‌العمل در برابر حرکت انتقالی تکیه‌گاه‌های غلتکی به وجود می‌آید. در اکثر مواقع (به خصوص در تیرهای معین استاتیکی)، ساده‌سازی شرایط واقعی تأثیر کمی بر روی نتایج تحلیل‌ها دارد. به همین دلیل، در این موارد می‌توان با اطمینان خاطر از خطای محاسبات صرف نظر کرد.

انواع تیر در ساختمان سازی

تیرها از اعضای اصلی مورد استفاده در ساختمان ها محسوب می شوند. وظیفه آنها نیز تحمل تنش هایی است که در اثر نیروهای برشی و خمشی وارد می شود. تیرها در طراحی به طور معمول بر اساس لنگر خمشی طراحی می شوند و ضابطه برش در آنها کنترل خواهد شد. پروفیل، طول و ماده سازنده ویژگی تیرها هستند.

در کارهای اجرایی تیر به اعضای افقی گفته می شود و اعضای عمودی ستون ها هستند. تیرها به شکل تیر فولادی، تیر چوبی و تیر بتنی در ساختمان به کار می روند. تیرهای بتنی از نظر نوع اتصال به انواع تکیه گاه در سازه های بتنی به چهار دسته تقسیم می شوند.

۱- تیر ساده

تیرهای ساده تیرهایی هستند که به مقطع مربع یا مستطیل روی دو تکیه ستون یا دیوار تکیه دارند.

‌۲- تیر ممتد‌

این تیرها با هدف پوشش چند دهانه متوالی کاربرد دارند.

۳- ‌تیر کنسولی

تیری است که برای تحمل بار بخش کنسول ساختمان استفاده می شود.

۴- تیر پوششى

این نوع تیرها بار تحمیلی را به تیرهای اصلی انتقال می دهند.

فیزیک دوم دبیرستان – دینامیک – نیروی عمودی تکیه گاه

فصل سوم فیزیک سوم دبیرستان در مورد نیروها و برایند آنها آغاز می شود . هدف از این فصل این است که بتوانید نیروهای عامل حرک و مخالف حرکت را پیدا کرده و شتاب حرکت را بدست آورید در این میان با نیروی باز گرداننده ی فنر نیز آشنا می شوید ولی انچه که در ابتدای فصل مهم بنظر می رسد محاسبه نیروی عمودی تکیه گاه است این نیرو همان نیرویی که است که وزن اجسام را تحمل کرده و بر روی هر سطح به صورت عمودی وارد می شود. برای تفهیم بیشتر به مثال های زیر دقت کنید.

مثال یک : فرض کنید یک جسم 3 کیلو گرمی بر روی یک سطح افقی قرار دارد نیروی عمودی تکیه گاه را بدست آورید.

برای محاسبه نیروی عمودی تکیه گاه دقت کنید که همیشه و همیشه وزن اجسام به سمت مرکز زمین یعنی رو به پایین وارد می شود بنابراین باید از خودمان سوال کنیم که این وزن توسط چه نیرویی خنثی می شود . مشخص است که سطح زمین وظیفه خنثی کردن این نیرو را بر عهده دارد بنابراین نیروی عمودی تکیه گاه به صورت زیر محاسبه می شود.

W = m * g = 3 * 10 = 30 (N)

مثال دوم : فرض کنید در مثال قبلی یک نیروی 40 نیوتنی به سمت پایین اعمال شود در این صورت نیروی عمودی تکیه گاه چقدر است؟

در مثال بالا علاوه بر نیروی وزن سطح زمین باید نیروی 40 نیوتنی را نیز تحمل کند بنابراین نیروی عمودی تکیه گاه بصورت زیر محاسبه می شود.

w= m * g = 3 * 10 = 30 (N)

N = W + F = 30 + 40 = 70 ( N)

در حالت کلی برای محاسبه نیروی عمودی تکیه گاه نیروهای رو به بالا را با نیروهای رو به پایین برابر قرار می دهیم . برای آنکه بتوانید بر روی محاسبات این بخش بیشتر مسلط آموزش تصویری زیر را مشاهده کنید.

برای دانلود درسنامه تصویری نیروی عمودی تکیه گاه کافی است بر روی > کلیک کنید.

تکیه گاه های سازه در ایتبس

تکیه گاه های تعریف تکیه گاه سازه در ایتبس. از امروز منو Assign را شروع می کنیم. منو Assign برای تخصیص دادن مشخصاتی مثل تکیه گاه ها به مدل در نرم افزار ایتبس کاربرد دارد.

مانند تصویر زیر، این منو هم شامل دستوراتی برای تکمیل کردن مدل است.

بعد از اینکه این دستور را اجرا کردید می توانید از طریق پنجره ای که برای شما در ایتبس باز می شود اقدام به اختصاص تکیه گاه به مدل کنید.

با توجه به تصویر بالا، در بخش سمت چپ آزادی انتقالی و در بخش سمت راست دوران تکیه گاه را می توانید فعال یا غیر فعال کنید.

اما برای اینکه در اکثر مواقع تکیه گاه ها یا مفصلی هستند یا گیردار، می توانید از بخش Fast Restraints با کلیک کردن روی گزینه های آن فورا اقدام به تنظیم درجات انتقالی و دورانی کنید و در نهایت بر روی OK کلیک کنید.

اهرم را تعریف کنید و سه قسمت اصلی آن را نام ببرید

اهرم چیست کلاس سوم ابتدایی و سه قسمت اصلی اهرم را نام ببرید علوم کلاس پنجم

اهرم چیست کلاس پنجم و سه قسمت اصلی اهرم را نام ببرید علوم سوم ابتدایی: اهرم یک ماشین ساده است که به طور کلی از یک میله ساده تشکیل شده است که به دور یک نقطه می چرخد. از اهرم ها در بسیاری از ابزارهایی که روزانه استفاده می کنیم به کار برده می شود. در ادامه با ماگرتا همراه باشید.

اهرم چیست علوم پنجم و اجزای اصلی اهرم علوم سوم

اهرم چیست؟

تعریف اهرم : اهرم ها نوع دیگری از ماشین های ساده هستند که با آنها می توانیم کارها را راحت تر انجام دهیم. با کمک اهرم ها می توان اجسام سنگین را راحت تر جابجا کرد. اهرم ها اشکال مختلفی دارند.

سه قسمت اصلی اهرم را نام ببرید

هر اهرم از چه قسمت هایی تشکیل شده است؟ یا سه قسمت اهرم را نام ببرید : اجزای اهرم عبارت اند از :
۱- تکیه گاه
۲- نقطه اثر نیروی محرک ( قسمتی که به آن نیرو وارد می‌ کنیم.)
۳- نقطه اثر نیروی مقاوم( قسمتی که اهرم بر جسم نیرو وارد می‌ کند.)

انواع اهرم ها و عملکرد آن ها

اهرم ها بر اساس محل قرارگیری تکیه گاه و محل وارد شدن نیرو به سه نوع زیر تقسیم می شوند:

1. اهرم نوع اول که دارای سه حالت مختلف است.
2. اهرم نوع دوم
3. اهرم نوع سوم

اهرم نوع اول: در این نوع اهرم ها ، تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاومت قرار می گیرد. شماتیک اهرمهای نوع اول را می توانید در شکل زیر مشاهده کنید. تاب ، ترازو ، قیچی و انبر نمونه هایی از اهرم های نوع اول هستند.

بسته به اینکه بازوی محرک بزرگتر یا کوچکتر از بازوی مقاومت است یا هر دو اندازه یکسانی دارند ، سه حالت مختلف را می توان برای این اهرم ها تصور کرد.

در حالت اول ، مانند تاب ، تکیه گاه در وسط نیروهای محرک و مقاومت قرار می گیرد.

در حالت دوم ، بازوی مقاوم نسبت به بازوی مقاوم کوچکتر است. یک نمونه از این موارد یک انبر یا قیچی باغ است.

اما در حالت سوم ، تکیه گاه نزدیک به نیروی محرک است. به عنوان مثال ، در قیچی های معمولی که برای برش کاغذ و پارچه استفاده می شود ، بازوی محرک کوچکتر از بازوی مقاومت است.

انواع اهرم و عملکرد

اهرم نوع دوم: در اهرم های نوع دوم ، نیروی مقاومت بین تکیه گاه و نیروی محرک قرار می گیرد. از جمله این اهرم ها می توان به درب اتاق ، در باز کن قوطی ، جک ماشین ، چرخ دستی و فندق شکن اشاره کرد.

اهرم نوع سوم: در اهرم های نوع سه ، نیروی محرکه در وسط قرار دارد و تکیه گاه و نیروی مقاومت در دو طرف قرار دارند. نمونه هایی از اهرم های نوع سوم را می توان در بازوی انسان ، راکت تنیس ، جارو دستی بلند ، بیل ، قاشق و منگنه یافت.

در یک اهرم اگر جسم به تکیه گاه نزدیک شود چه میشود؟ بهتر است اینگونه سوال کنیم که :
انواع اهرم براساس قرار گرفتن محل جسم و تکیه گاه چند نوع است؟

1. اگر جسم به تکیه گاه نزدیک باشد نیروی کمی لازم است.
2. اگر جسم از تکیه گاه دور باشد نیروی زیاد لازم است.
3. اگر تکیه گاه وسط باشد.

اهرم ها چه تاثیری در زندگی ما دارند

با دیدن محل زندگی و کار خود به راحتی می توانید انواع ماشین های ساده را مشاهده کنید. کلیدهای برق ، دستگیره درها ، صفحه نمایش تلفن ، چاقو ، پیچ گوشتی و حتی کلیدهای صفحه کلید کامپیوتر همگی ابزاری هستند که کار انجام شده توسط خود شما را مفید می کند. همه افراد در زندگی روزمره خود تعریف تکیه گاه از انواع مختلفی از این ماشین های ساده بدون اینکه بدانند استفاده می کنند.

امیدواریم به پاسخ سوال اهرم یعنی چه و نحوه کاربرد اهرم ها در زندگی رسیده باشید. اگر سوالی داشتید در قسمت دیدگاه برای مان کامنت بگذارید. ماگرتا آماده پاسخگویی به سوالات شماست.