PITANJA I ODGOVORI ZA TEHNIČKU MEHANIKU III RAZRED1. ŠTA PROUČAVA KINEMATIKA?

Kinematika je dio mehanike koji proučava mehanička kretanja na uzimajući u obzir njihove uzroke, tj sile ni masu predmeta koji se kreće. Dijeli se na kinematiku materijalne tačke i kinematiku krutog tijela.

2. ŠTA JE KRETANJE U MEHANICI?U mehanici pod kretanjem podrazumjeva se promjena položaja jednog tijela, koja se vrši tokom vremena, u odnosu na drugo tijelo u prostoru. To kretanje može biti apsolutno ili relativno. Apsolutno kretanje predstavlja kretanje nekog tijela u odnosu na neko drugo tijelo koje miruje, ali ako se to neko drugo tijelo kreće onda govorimo o relativnom kretanju u odnosu na to tijelo.

3. ŠTA JE KRUTO TIJELO,A ŠTA MATERIJALNA TAČKA?Poznato je od reanije da u prirodi nema apsolutno krutih tijela, tj tijela čiji se oblik i dimenzije pod djelovanjem vanjskih sila ne mijenjaju. U prirodi postoje čvrsta tijela, tj tijela čiji se oblik i dimenzije pod djelovanjem sila mijenjaju. Kruta tijela u mehanici su uvedena da bi se olakšalo proučavanje problema jer to zanemarivanje deformacije tijela nema posebnog značaja na tačnost dobijenih rezultata.Materijalna tačka je materijalno tijelo vrlo malih dimenzija , pa ih možemo zanemariti, a njegov polažaj odrediti geometrijskom tačkom.

4. ŠTA JE JEDNOLIKO A ŠTA NEJEDNOLIKO KRETANJE?Jednoliko kretanje je svako ono kretanje kada se neka tačka kreće konstantnom brzinom u toku svog kretanja, dok kod nejednolokog kretanja brzina kretanja nije konstantna u toku vremena nego se mijenja (raste ili opada).

5. VRSTE KRETANJA S OBZIROM NA BRZINU?S obzirom na brziju, kretanje može biti:

jednoliko kretanje promjenjivo kretanje (jednako ubrzano i jednako usporeno ) promjenjivo ubrzano kretanje

6. KAKVO JE JEDNAKO UBRZANO KRETANJE?Pri ovakvom kretanju brzina nije stalana nego se neprestano mijenja. Znači da prilikom jednako ubrzanog kretanja brzina stalno raste i povećava se uvijek za istu vrijednost prirasta brzine u jedinici vremena, koje se zove ubrzanje ili akceleracija

7. ŠTA KARAKTERIŠE KRUŽNO KRETANJE?Kružno kretanje je najčešći i najprostiji oblik krivolinijskog kretanja(putanja je kružnica). Svako kružno kretanje definiše ugaoni pomjeraj (pomak)φ i ugaonu brzinu ω.

8. ŠTA JE OBODNA BRZINA?To je brzina kojom se kreće posmatrana tačka po obodu kruga (kružnici).

v=2∙ π ∙ r ∙n60

=π ∙r ∙ n30

Prema tome obodna brzina jednaka je veličini luka što ga učini tačka na obimu kružnice u jednoj sekundi. Ona je upravo srazmjerna broju obrtaja i radijusu kruga.

9. PRIMJERI KRUŽNOG KRETANJA U MAŠINSTVU?Kružno kretanje je najčešći vid kretanja u mašinskoj tehnici. Alatne mašine u najvećem broju slučajeva imaju kružno kretanje, pomoću kojeg odredimo obodnu brzinu na predmetu koji želimo obraditi, tj određujemo brzinu struganja ili rezanja materijala, npr. glavno kretanje predmeta kod strugova, glavno kretanje burgije kod stubnih bušilica, glavno kretanje glodala kod glodalica, itd. Da bi smo dobili određeno željeno kretanje sa odgovarajućim brzinama (brojevima obrtaja), često je potrebno vršiti redukciju pomoću dodatnog uređaja (reduktor ili kaišnici).

10. KAKVO JE TO TRANSLATORNO KRETANJE?

1

PITANJA I ODGOVORI ZA TEHNIČKU MEHANIKU III RAZREDTranslatornim zovemo ono kretanje krutog tijela pri kojem bilo koja prava koja spaja dvije tačke toga tijela svo vrijeme kretanja ostaje paralelna sa svojim početnim položajem. Primjere translatornog kretanja imamo kod kretanja klipa u cilindru, vagona na pravolinijskom dijelu pruge, pedale bicikla itd.

11. KAKVO JE OSCILATORNO PRAVOLINIJSKO KRETANJE?Ako zamislimo neku duž AB po kojoj se kreće tačka M tako da pri svom kretanju prođe kroz tačku O (na duži AB) u jednom smjeru, a zatim se ponovo vraća istom pravom ali u suprotnom smjeru i prolazi opet kroz tačku O, onda kažemo da tačka M vrši pravolinijsko oscilatorno kretanje oko tačke O. Ovakva puna promjena naziva se ciklus ili oscilacija tačke M, a trajanje jednog ciklusa (vrijeme oscilacije) zove se period i obilježava se sa T, dok se broj ciklusa u jedinici vremena zove frekvencija (f). A O M B

12. ŠTA JE MEHANIZAM I PRIMJERI?Mehanizam je sklop elemenata koji su međusobno tako povezani da kretanje jednog elementa izaziva kretanje ostalih elemenata. Bitna osobina mehanizama je da su specijalnog oblika i da su povezani tako da kad jedan vrši određeno prinudno kretanje, i svi ostali dijelovi –elementi vrše unaprijed određena prinudna kretanja. Mehanizmi imaju zadatak da zadano pogonsko kretanje transformišu u određeno radno kretanje. Primjeri mehanizama: klipni mehanizam motora SUS pravolinijsko kretanje klipa pretvara u obrtno kretanje radilice,

13. PODJELA MEHANIZAMA?Prema načinu prenošenja kretanja mehanizme možemo podijeliti na:

mehanizme za prenošenje kružnog-rotacionog kretanja polužne mehanizme krivuljne mehanizme

14. UTICAJ MEĐUZUPČANIKA NA PRENOSNI ODNOS?

Neka su data tri zupčanika međusobno pregnuta, istog modula s brojevima obrtaja n1,n2,n3 i brojevima zuba z1,z2,z3. Pošto su obodne brzine sva tri zupčanika jednake, njihov prenosni odnos određujemo na način:

i=i1,2 ∙i2,3

i1,2=n1n2

=z2z1

i2,3=n2n3

=z3z2

i=n1n2∙n2n3

=z2z1∙z3z2ili i=

n1n3

=z3z1

Zupčanik 2 je ovdje međuzupčanik i on ne utiče na prenosni odnos, nego samo na promjenu smjera obrtanja vođenog zupčanika.

15. ŠTA PROUČAVA DINAMIKA?Dinamika proučava zavisnost između mehaničkih kretanja materijalnih tijela i sila koje na njih djeluju s obzirom i na njihovu masu.

16. PODJELA DINAMIKE?Dinamika se dijeli na dinamiku materijalne tačke i dinamiku tijela, pri čemu dinamika materijalne tačke obuhvata i translaciju tijela. Pri proučavanju kretanja slobodne materijalne takče zadatke dinamike svrstavamo u dvije grupe:

2

PITANJA I ODGOVORI ZA TEHNIČKU MEHANIKU III RAZRED poznat je zakon kretanja materijalne tačke; treba odrediti silu koja djeluje na materijalnu tačku(prvi-

direktni zadatak dinamike) poznate su sile koje djeluju na materijalnu tačku; treba odrediti zakon kretanja materijalne tačke

(drugi-obrnuti zadatak dinamike)17. OBJASNI PRVI ZAKON DINAMIKE?

Ako na materijalnu tačku (tijelo) ne djeluje nikakva vanjska sila, tada se ta tačka (tijelo) nalazi ili u stanju mirovanja ili se pak kreće jednako pravolinijski.Iz ovog zakona slijedi da je ubrzanje materijalne tačke (tijela) jednako nuli ukoliko na tu tačku (tijelo) ne djeluje nikakva vanjska sila.

18. DRUGI ZAKON DINAMIKE?Sila koja djeluje na materijalnu tačku daje joj ubrzanje (akceleraciju) koje je po intenzitetu proporcionalno datoj sili i ima pravac i smjer te sile.Matematski izraz ovog zakona je:

m ∙a=FOvo predstavlja osnovnu jednačinu dinamike materijalne tačke.

19. ŠTA JE INERTNOST MATERIJALNIH TIJELA?Inertnost je osobina materijalnih tijela da brže ili sporije mijenjaju brzinu svog kretanja pod djelovanjem datih sila. Veličinu koja određuje inertnost jednog tijela a koja zavisi od količine materije tog tijela nazivamo njegovom masom.

20. KAKO ODREĐUJEMO MASU NEKOG TIJELA?

Masu nekog tijela određujemo prema izrazu m= Fg

ili za slobodan pad m=Gg

G – težina tijela koje padag – ubrzanje slobodnog padanja(ubrzanje zemljine teže) g≈9,81m/s2 Iz ovog proizilazi da je masa jednog tijela jednaka količniku njegove težine G i ubrzanja Zemljine teže (g).

21. TREĆI I ČETVRTI ZAKON DINAMIKE?Treći zakon dinamike: Svakoj sili akcije jednog tijela na drugo suprotstavlja se jednaka po intenzitetu, suprotno usmjerena sila reakcije drugog tijela. Za dvije materijalne tačke koje djeluju jedna na drugu ovaj zakon glasi: dvije materijalne tačke djeluju jedna na drugu silama istih intenziteta, usmjerenih duž prave koja spaja te dvije tačke i sa suprotnim smjerovima.Četvrti zakon dinamike:Ubrzanje koje dobija neka tačka pri istovremenom djelovanju više sila na nju (F1,F2,F3,...Fn) jednako je geometrijskom zbiru ubrzanja koje bi ona dobijala pri pojedinačnomdjelovanju svake od tih sila.

22. ŠTA JE MEHANIČKI RAD?Iz prvog zakona dinamikeznamo da je za pokretanje tijela iz stanja mirovanja potrebna neka sila. Za promjenu brzine tijela, tj za njegovo ubrzanje isto tako je potrebna sila. Pri tome, mijenjajući stanje mirovanja ili kretanja tijela, sila savladava neki otpor i time vrši rad. Svako savladavanje otpora na nekom putu nazivamo mehanički rad. Ako dizalicom dižemo neki teret, ona vrši rad. Izvršeni rad je veći što je veća težina tereta i što teret dižemo na veću visinu, tj što je put tereta duži.Jedinica za rad je 1Nm=1J (džul)

23. RAD SILE KOJA IMA PRAVAC PUTA?Ako nekom silom F povučemo neko tijelo tako da ono prevali neki put s, s tim da pravac sile i pravac puta budu isti, a pomicanje tijela u smjeru sile, onda je izvršen mehanički rad jednak proizvodu intenziteta sile F i prevaljenog (pređenog) puta tog tijela u pravcu djelovanja sile. Ovo vrijedi samo pod uslovom da je sila stalna(F=const).Izvršeni rad može biti i negativan; onda se on zove utrošen rad. Rad je negativan onda ako su smjerovi kretanja i sile koja troši rad(tj koči kretanje) suprotni.

3

PITANJA I ODGOVORI ZA TEHNIČKU MEHANIKU III RAZREDA=F ∙ s

24. RAD SILE TEŽE?Ako neko tijelo težine G podignuto na neku visinu h u položaj A, ono će usljed djelovanja sile Zemljine teže pasti vertikalno u položaj A1. Pri tome Zemljina teža izvrđi rad:

A=G∙hAko se, pak, tijelo spušta po nekoj glatkoj kosoj podlozi, onda je izvršen rad:

A=G∙ s ∙ cosα

a pošto je cosα=hs

, to je

A=G∙ s ∙ hs=G ∙h

25. ŠTA JE SNAGA?Ako izvjesni mehanički rad izvršimo za kratko vrijeme, onda kažemo da je pri tome upotrebljena veća snaga(učinak). Dakle, rad izvršen u jedinici vremena naziva se snaga ili učinak.Matematički oblik snage može se izraziti kao:

P= At

P – snaga A – mehanički radt – vrijeme

kako je A=F ∙ s⇒P=F ∙ st, av= s

t⇒ P=F ∙v

Snaga je jednaka umnošku intenziteta sile i brzine koju neko tijelo dobije djelovanjem sile.

Jedinica za snagu je P=1J1 s

=1W (watt )

Mašina koja svake sekunde izvrši rad od jednog Džula (J) ima snagu od jednog vata(W)26. STEPEN KORISNOG DJELOVANJA MAŠINE?

Motori koji pokreću mašine vrše i nekorisni rad na savladavanje otpora (otpor protiv sile trenja). Zbog toga motori uvijek vrše veći rad od onog koji izvrše mašine koje oni pokreću. Rad koji izvrši mašina naziva se korisni rad (Ak), a ukupan rad motora uloženi (ukupni) rad (Au). Cilj nam je što više smanjiti razliku između korisnog i uloženog rada, jer što je ta razlika manja, mašina ili uređaj su ekonomičniji. Ekonomičnost mašina iskazujemo stepenom korisnog dijelovanja i označavamo slovom η (ETA).

4

PITANJA I ODGOVORI ZA TEHNIČKU MEHANIKU III RAZRED

η=A k

Au

27. ŠTA JE ENERGIJA?U svakodnevnom životu susrećemo se s raznovrsnim oblicima energije, kao što su mehanička, toplotna, električna, vodena, svjetlosna, hemijska itd. Pri tome uvijek mislimo na veličinu potrebnu za izvršenje nekog rada.Fizičku veličinu tijela koje može vršiti rad nazivamo energijom. Energija ima istu dimenziju kao i rad.

28. VRSTE MEHANIČKE ENERGIJE?Neko tijelo ima mehaničku energiju kada se kreće, kada se nalazi iznad površine Zemlje ili kada je elastično deformisano (opruga). Ovi i drugi vidovi mehaničke energije mogu se podijeliti u dvije osnovne grupe:

kinetičku energiju (energiju kretanja) potencijalnu energiju ( energiju položaja)

29. OBJASNI KINETIČKI I POTENCIJALNU ENERGIJU?Mehaničku energiju koju tijelo ili materijalna tačka posjeduje zbog kretanja nazivamo kinetičkom energijom i mjerimo je radom koje tijelo može da izvrši do potpunog zaustavljanja.

E k=m∙v2

2Potencijalna energija je ona mehanička energija koju tijelo (materijalna tačka) ima usljed položaja, a mjeri se radom koji moramo izvršiti da tijelo dovedemo iz položaja u kome nema potencijalne energije u položaj u kome je ono ima.

Ep=m∙ g ∙h30. ZAKON O PROMJENI KINETIČKE ENERGIJE?

A=m ∙v2

2−m ∙v0

2

2=Ek−Ek0

=∆ Ek

Izraz m∙v2

2 predstavlja kinetičku energiju u krajnjem položaju, a

m∙v02

2 predstavlja kinetičku energiju u

početnom položaju materijalne tačke. Zakon o promjeni kinetičke energije glasi: promjena kinetičke energije pokretne materijalne tačke na izvjesnom putu jednaka je radu sile koja na nju djeluje na istom putu.Iz ovog izraza slijedi i zaključak da ukoliko su u toku kretanja neke materijalne tačke njena kinetička energija povećava, onda se troši mehanički rad, a ukoliko se kinetička energija smanjuje, onda se vrši mehanički rad

31. ZAKON O ODRŽANJU MEHANIČKE ENERGIJE?Poznat je zakon o održanju energije koji glasi: energija se ne može ni stvoriti ni uništiti, već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi. Npr. hemijska energija sardžana u uglju sagorijevanjem se pretvara u toplotnu energiju, a zatim se ova preko vodene pare i turbine pretvara u mehaničku, dalje se u generatoru mehanička energija pretvara u električnu, koju ponovo možemo pretvoriti u mehaničku ili toplotnu. Zakon o održanju energije važi posebno i za mehaničku energiju. Pri čisto mehaničkim pojavama kinetička energija se pretvara u potencijalnu i obratno, a ukupna količina energije ostaje ista. Tijelo koje se ispaljuje sa zemlje ima početnu kinetičku energiju ali mu je potencijalna jednaka nuli. Na određenoj visini kada se kretanje tijela zaustavi, kinetička energija je nula ali ntijelo sada posjeduje potencijalnu energiju. Nakon toga tijelo počinje slobodno da pada i tada mu se potencijalna energija smanjuje ali mu se povećava kinetička energija kako se brzina tijela povećava.

32. ŠTA JE ZAMAJAC I KOJA MU JE NAMJENA?Zamajac nam služi da akumuliramo višak energije za vrijeme dok je mašina neopterećena i da je pri povećanom opterećenju vraća i na taj način izjednači brzinu i radni režim mašine, te tako omogući da mašina radi jednoliko i bez trzanja.Zamajci su diskovi (točkovi) velike mase naglavljeni na glavnom vratilu onih mašina koje nemaju konstantan obrtni moment. To su, prije svega, klipne parne mašine i SUS motori.

5

PITANJA I ODGOVORI ZA TEHNIČKU MEHANIKU III RAZRED33. ŽIROSKOP?

Žiroskop je rotirajući predmet, najčešće disk, obješen u jednom ili dva okvira koji se nalaze u posebnom nosaču (kućištu žiroskopa). Rotacija diska proizvodi inerciju koja osu rotacije diska u nedostatku nekih vanjskih smetnji zadržava usmjerenu u fiksnom pravcu u prostoru. Po Newtonu, prostor i vrijeme su apsolutni. Savršeni žiroskop podešen da rotira bez smetnji, s osom usmjerenom k nekoj zvijezdi ostao bi u tom položaju vječno. Osim mogućnosti okretanja oko svoje ose žirokop ima barem još jedan stepen slobode kretanja. Na taj način žiroskop dobiva određena svojstva, a to su velika stabilnost i precesija. Stabilnost žiroskopa se ogleda u tome što se snažno suprotstavlja svim vanjskim utjecajima koji teže da mu promjene položaj ose. Pod precesijom podrazumijevamo osobinu žiroskopa da pri nasilnoj promjeni položaja jedne njegove ose skreće oko druge, njoj okomite ose.

34. PRIMJENA ŽIROSKOPA?Žiroskopi se mogu koristiti za izgradnju žirokompasa koji dopunjavaju ili zamenjuju magnetske kompase (u brodovima, letjelicama i vozilima u cjelini), kao stabilizatori (bicikli, svemirski teleskop „Hubble“, brodovi, vozila u cjelini), ili korišćeni kao segment unutrašnje sisteme navođenja. Neki uređaji na principu slobodnog izlaznog obruča koriste se za merenje naklona, okretanja ili skretanja odnosno uglova kretanja letjelice.Žiroskop pokazuje niz pojava, uključujući precesiju i uvrtanje.

6