TRNG I HC HNG HI VIT NAM VIN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VIỆN CƠ KHÍ Giảng viên: …. . HẢI PHÒNG 09 - 12/2017

Chương 1. … Chương 2. … Chương 3. … Chương 4. … Chương 5. Những cơ sở của kỹ thuật Chương 6. … Chương 7. … Chương 8. … Chương 9. …

Chương 5. NHỮNG CƠ SỞ CỦA KỸ THUẬT Trong chương này trình bày về các cơ sở kỹ thuật, giới thiệu các đơn vị trong kỹ thuật và những vấn đề về toán học liên quan. 5. 1. Đơn vị đo lường 5. 2. Chuyển đổi đơn vị 5. 3. Một số vấn đề cơ bản của toán học 5. 4. Những cơ sở kỹ thuật

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 1. Mở đầu Trong quá trình nghiên cứu, sự đa dạng của đơn vị đo lường đã gây ra nhiều khó khăn, phức tạp và trở ngại trong việc xây dựng và phát triển các ứng dụng về kỹ thuật. Trở ngại lớn nhất xảy ra khi trao đổi thông tin giữa các quốc gia, vùng, miền, … có những hệ thống đơn vị khác nhau. Nhu cầu thống nhất các đơn vị được hình thành để hướng tới việc phát triển quan hệ thương mại và kinh tế giữa các nước. Từ đó, các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế đã thành lập hai hệ thống đơn vị đo: theo hệ Mét (SI) và hệ Anh-Mỹ.

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 2. Lịch sử hình thành 5. 1. 3. Các hệ thống đơn vị a) Hệ thống đơn vị quốc tế (Le Système International d’Unités - SI ) Được phát triển đầu tiên vào năm 1790, được GCWM tiếp tục hoàn thiện và chính thức được toàn thế giới công nhận vào năm 1960. Hệ SI được xây dựng trên nền tảng của bảy đơn vị cơ sở, được cho trong bảng 5. 3. Tất cả các đơn vị SI khác đều có nguồn gốc từ bảy đơn vị này

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 3. Các hệ thống đơn vị a) Hệ SI BẢNG 5. 3. BẢY ĐƠN VỊ ĐO CƠ BẢN CỦA HỆ SI TT Tên đại lượng 1 2 3 4 5 6 7 Độ dài Khối lượng Thời gian Cường độ dòng điện Nhiệt độ nhiệt động học Cường độ ánh sáng Lượng chất Tên đơn vị Ký hiệu đơn vị Mét kilôgam Giây Ampe Kelvin Candela mol m kg s A K cd mol

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 3. Các hệ thống đơn vị a) Hệ SI BẢNG 5. 4. HỆ SI CƠ BẢN VÀ CÁC ĐƠN VỊ PHỤ THÊM Đơn vị (ký hiệu) Lượng đo Định nghĩa 1650763, 73 bước sóng trong chân không của đường màu Mét (m) cam đỏ của quang phổ Chiều dài krypton -86 Một khối trụ hợp kim Kilôgram (kg) platinum – iridium được giữ tại văn phòng quốc tế về cân Khối lượng nặng và đo lường ở Pais. Chú thích Giao thoa được dùng để đo bước sóng bằng phương tiện của sóng ánh sáng Đây chỉ là đơn vị cơ bản được xác định bởi một thành phần lạ và là đơn vị cơ bản duy nhất có tên chứa một tiền tố

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 3. Các hệ thống đơn vị a) Hệ SI BẢNG 5. 4. HỆ SI CƠ BẢN VÀ CÁC ĐƠN VỊ PHỤ THÊM Đơn vị (ký hiệu) Lượng đo Giây (s) Thời gian Ampe (A) Dòng điện Định nghĩa Chú thích Trong suốt 9192631770 thời gian bức xạ kết hợp với một quá trình chuyển đổi quy định của nguyên tử cesium – 133. Rằng hiện nay, nếu duy trì dao động một trong hai giây song cách nhau một mét trong không gian tự do, sẽ tạo ra ột lực 2 x 10 -7 N/m Số thời gian hoặc chu kỳ mỗi giây được gọi là tần số. Đơn vị SI của tần số là hertz (HZ) Lực sinh ra là do từ tường

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 3. Các hệ thống đơn vị a) Hệ SI BẢNG 5. 4. HỆ SI CƠ BẢN VÀ CÁC ĐƠN VỊ PHỤ THÊM Đơn vị Định nghĩa (ký hiệu) Lượng đo Kelvin (K) 1/273. 16 nhiệt độ ba điểm của Nhiệt độ nhiệt nước động học Số lượng chất của một hệ thống có chứa các thực thể nguyên tố Mol (mol) Lượng chất có nhiều nguyên tử trong 0, 012 kg carbon-12. Chú thích Trên thang đo độ C, nước đóng băng ở 00 C và sôi ở 1000 C Khi mole được sử dụng, các thực thể nguyên tố phải được quy định cụ thể: nguyên tử, ion, điện tử, …

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 3. Các hệ thống đơn vị a) Hệ SI BẢNG 5. 4. HỆ SI CƠ BẢN VÀ CÁC ĐƠN VỊ PHỤ THÊM Đơn vị (ký hiệu) Lượng đo Định nghĩa Candela (cd) Cường độ sáng của 1/6000000 một mét vuông Cường độ sáng của vật đen ở nhiệt độ đóng bằng của bạch kim Góc phẳng với đỉnh của nó tại tâm của một đường tròn đối diện với một góc bằng chiều dài đến bán kính Góc khối với đỉnh của nó tại tâm của một hình Steradian (sr) cầu đối diện với một diện tích bề mặt hình cầu Góc khối bằng với một hình vuông có cạnh bằng chiều dài đến bán kính Radian (rad) Góc phẳng Chú thích Vật đen hấp thụ tất cả các bức xạ vào nó và không phát xạ lại Đây là một đơn vị phụ

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 3. Các hệ thống đơn vị b) Hệ thống đơn vị của Mỹ Được phát triển từ hệ đơn vị Anh vào năm 1824 và được hoàn thiện vào năm 1959. Chủ yếu sử dụng trong các nước thuộc khối Liên hiệp Anh và một số quốc gia Mức độ sử dụng của hệ đo lường này không rộng như đối với hệ SI

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 3. Các hệ thống đơn vị c) Đơn vị đo lường hợp pháp của Việt Nam Đơn vị đo lường hợp pháp, là đơn vị đo lường được nhà nước công nhận và cho phép sử dụng. Pháp lệnh đo lường năm 1999 đã công nhận Hệ đơn vị quốc tế (SI) và giao chính phủ quy định đơn vị đo lường hợp pháp của nhà nước ta phù hợp với SI.

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 3. Các hệ thống đơn vị BẢNG 5. 5. CÁC ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG CHÍNH THỨC NGOÀI HỆ ĐƠN VỊ SI Đơn vị đo lường Giá trị theo thông lệ quốc tế TT Đại lượng Một đơn vị đo Chuyển đổi theo lường theo đơn vị đo lường Tên Ký hiệu thông lệ quốc thuộc hệ đơn vị tế SI 0 Độ 10 ( /180) rad Góc phút 1 = (1/60)0 ( /10800) rad 1 phẳng giây 1 = (1/60) ( /648000) rad Thể tích, 2 lít L hoặc l 1 L 1 dm 3 dung tích Ghi chú

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 5. Tiền tố trong đơn vị SI Bội và ước số thập phân của một đơn vị đo lường chính thức thuộc hệ đơn vị SI được thiết lập bằng cách ghép tên, ký hiệu của một tiền tố SI liền vào phía trước tên, ký hiệu đơn vị đo lường này. Để thiết lập một bội hoặc ước thập phân của đơn vị đo lường chính thức thuộc hệ đơn vị SI, chỉ được sử dụng một tiền tố SI đơn nhất để kết hợp với đơn vị đo lường này. VÍ dụ: nanômét: 1 nm hoặc 10 -9 m(không được viết milimicrômét: m m) Trong đó nanô là tên gọi; n là ký hiệu và 10 -9 là thừa số của tiền tố này. Quy ước này không áp dụng khi kết hợp với đơn vị cơ bản kilôgam.

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 5. Tiền tố trong đơn vị SI

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 6. Cách viết giá trị đại lượng Các đơn vị đo lường chính thức phải được thể hiện theo đúng các quy định sau: 1. Tên gọi, ký hiệu trong một đơn vị phải được trình này cùng một kiểu giống nhau 2. Tên đơn vị phải viết bằng chữ thường, kiểu thẳng đứng, không viết hoa ký tự đầu tiên kể cả tên đơn vị xuất xứ từ một tên riêng, trừ nhiệt độ Celsius 3. Ký hiệu đơn vị phải viết bằng chữ thường, kiểu đứng, trừ đơn vị lít (L)

5. 1. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 5. 1. 6. Cách viết giá trị đại lượng 4. Không được thêm vào ký hiệu đơn vị đo lường chính thức yếu tố phụ hoặc ký hiệu khác. 5. Khi trình bày đơn vị dưới dạng phép nhân của hai hay nhiều ký hiệu đơn vị phải sử dụng dấu (. ) 6. Khi trình bày đơn vị dưới dạng phép chia được dùng gạch ngang (-), gạch chéo (/) hoặc lũy thừa am. 7. Khi thể hiện giá trị đại lượng theo đơn vị đo phải ghi đầy đủ cả phần trị số và phần đơn vị đo. Giữa hai thành phần này phải cách nhau một ký tự trống

5. 2. CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ Bảng dưới đây thể hiện giá trị chuyển đổi của một số đơn vị đo lường thông dụng

5. 3. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TOÁN HỌC 1. Ba nguyên tắc cơ bản • Giao hoán • Phân phối • Kết hợp 2. Hàm số mũ 3. Logarit 4. Phương trình bậc 2 5. Nhị thức Newton 6. Phân số đơn giản

5. 3. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TOÁN HỌC 7. Lượng giác • Định lý hàm sin • Quy luật côsin • Các công thức lượng giác cơ bản • Cung liên kết • Công thức biến tổng thành tích • Công thức biến tích thành tổng ….

5. 3. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TOÁN HỌC 8. Hình học Một số hình thường gặp: Tam giác, hình thang, hình chữ nhật, hình bình hành, đa giác n cạnh, hình tròn, hình E-líp, Hình nón, Hình trụ, hình cầu, hình nón cụt, … 9. Hình học giải tích • Phương trình đường thẳng • Phương trình mặt phẳng • Phương trình các đường bậc 2

5. 3. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TOÁN HỌC 10. Đại số tuyến tính • Ma trận và các phép tính đại số ma trận • Véc tơ và các phép tính đại số véc tơ 11. Xác suất thống kê

5. 4. NHỮNG CƠ SỞ KỸ THUẬT Cơ học là một nhánh của vật lý nghiên cứu chuyển động của vật chất trong không gian và thời gian dưới tác dụng của các lực và những hệ quả của chúng lên môi trường xung quanh. Các nhà khoa học đặt nền tảng cho sự phát triển của Cơ học là Galileo, Kepler, đặc biệt là Newton. Cơ học có thể được chia thành các nhánh cơ bản như: - Tĩnh học: Lực (Force); Mômen (Torque) …; - Động lực học: Vận tốc (Velocity); Gia tốc (Acceleration), Quán tính (Inertia), Công suất (Power), Thế năng/Động năng (Potential/Kinetic energy, …; - Cơ học biến dạng (sức bền vật liệu). Cơ học ứng dụng: Là việc ứng dụng các nguyên lý cơ bản của cơ học để giải quyết các vấn đề thực tế (tính toán, thiết kế các máy móc) Cơ học ứng dụng: Là nền tảng cốt lõi của ngành Kỹ thuật cơ khí

5. 4. NHỮNG CƠ SỞ KỸ THUẬT TĨNH HỌC (Statics) 1. Lực và cách biểu diễn lực 2. Mômen của lực và ngẫu lực 3. Ma sát và lực ma sát 4. Điều kiện cân bằng của vật dưới tác dụng của các lực

5. 4. NHỮNG CƠ SỞ KỸ THUẬT TĨNH HỌC (Statics) Lực: - Đơn vị: N; - Phương; - Chiều; - Độ lớn

5. 4. NHỮNG CƠ SỞ KỸ THUẬT TĨNH HỌC (Statics) Lực lò xo kéo/nén (spring): - Hằng số lò xo (độ cứng); - Chuyển vị.

5. 4. NHỮNG CƠ SỞ KỸ THUẬT TĨNH HỌC (Statics) Lực lò xo xoắn (Torsion spring): - Hệ số lò xo; - Góc xoắn; - Mô men xoắn; - Tay đòn Câu hỏi: 1. Quan hệ giữa lực, mô men và tay đòn? 2. Ứng dụng lò xo xoắn để thiết kế mousetrap race car chạy nhanh nhất (speed car)? 3. Ứng dụng lò xo xoắn để thiết kế mousetrap race car chạy xa nhất?

Bài tập về nhà • Truy cập internet tìm phần mềm unit converter, cài đặt lên máy tính và làm quen với việc sử dụng chuyển đổi một số đơn vị thông dụng: – Lực, mô men; – Áp suất, nhiệt độ. • Đọc Chương 5 sách Nhập môn KT và tìm kiếm thông trên internet về lò xo xoắn, áp dụng tính toán lực/mô men của lò xo xoắn mô hình mousetrap race car.