430201 Engineering Statics

430201 Engineering Statics สถิตยศาสตร์วิศวกรรม ผศ.ดร. สิทธิชัย แสงอาทิตย์ สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา สำนักวิชาวิศวกรรมศาสตร์

Instructor:Assistant Professor Dr. Sittichai Seangatith Email: sitichai@ccs.sut.ac.th Tel. 044-224326, 4420-1, and 4750-1 Office: Room D23, Academic Building Textbook: 1. Engineering Statics, Sittichai Seangatith, SUT, 2004 2. Engineering Mechanics - Statics, SI Edition, R.C. Hibbeler, Prentice Hall, 2004 • Objectives: • recognize the ways in which simple systems resist forces and • moments to which they are subjected; • 2. be able to simplify a complex force analysis problem down to one • that can be analyzed; • 3. be able to express the physical problems in a mathematical or • graphical form; • 4. understand the significance of the solution to the problem of any • assumptions made.

ทำไมต้องศึกษาวิชานี้ 1. ฝึกการมองปัญหาในชีวิตจริงแบบวิศวกร ปัญหาจริง Model ทฤษฏี คำตอบ 2. ทำให้เกิด Engineering senses 3. ได้ประยุกต์ใช้ Engineering judgments 4. เป็นวิชาบังคับ กว. ของบางสาขาวิชา 5. อื่นๆ

Chapter Subjects: 1. General Principles 2. Force Vectors 2.1 Parallelogram Law 2.2 Addition of Rectangular Components 2.3 Cartesian Vectors 2.4 Position and Force Vectors 2.5 Dot Product 3. Equilibrium of a Particle 3.1 2-D Equilibrium 3.2 3-D Equilibrium 4. Force System Resultants 4.1 Moment of a Force 2-D 4.2 Moment of a Force 3-D 4.3 Moment of a Force About Specified Axis 4.4 Moment of a Couple 4.5 Simplification of a Force System 4.6 Simple Distributed Loading

Chapter Subjects: 5. Equilibrium of a Rigid Body 5.1 Free-Body Diagrams 5.2 Equilibrium in 2-D 5.3 Equilibrium in 3-D 6. Structural Analysis 6.1 Trusses: Method of Joints 6.2 Trusses: Method of Sections 6.3 Frames and Machines 7. Internal Forces 7.1 Internal Forces in Structural Members 7.2 Shear and Moment Diagrams 7.3 Relation Between Distributed Load, Shear, and Moment

Chapter Subjects: • 8. Friction • 8.1 Dry Friction • 8.2 Wedges • 8.3 Screws • 9. Center of Gravity and Centroid • 9.1 Center of Gravity and Centroid by • Integration • 9.2 Composite Bodies • 9.3 Theorems of Papus and Guldinus 10. Moment of Inertia 10.1 Moment of Inertia for Areas 10.2 Composite Bodies 11. Virtual Work 11.1 Work and Virtual work 11.2 Potential Energy and Stability of Equilibrium

Conduct of Course: Assignments and Quizzes 20% Midterm Examination 35% Final Examination 45% Grading Guides: 90 and above A 85-89 B+ 80-84 B 75-79 C+ 70-74 C 65-69 D+ 60-64 D below 60 F The above criteria may be changed at the instructor’s discretion.

สถิติที่น่าสนใจ:

Attendance Policy: 1. Class attendance is mandatory. Missing classes more than 80% will receive an automatic grade of “F”. 2. Students attending the lectures must bring the calculator for a quiz and the lecture note. 3. Homework must be turn in 1 week after assigned. 4. Cheating on the quizzes, homework, and examinations will get a zero score, and/or be punished according to the rules of Suranaree University of Technology. 5. No make up quizzes or examinations will be given without a written Dean's permission. Student who passes the make-up examinations will be given a maximum grade of “D”.

บทที่ 1: บทนำ • จุดประสงค์ • เพื่อให้เข้าใจถึงปริมาณพื้นฐานและการจำลองทางกลศาสตร์ • เพื่อทบทวนพื้นฐานของกฎของนิวตันที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่และการดึงดูด • เพื่อทบทวนหลักการใช้หน่วยวัด SI • เพื่อให้ทราบถึงขั้นตอนที่ใช้ในการคำนวณเชิงตัวเลข • เพื่อให้ทราบถึงแนวทางในการแก้ปัญหาโจทย์

1.1 กลศาสตร์ (Mechanics) • เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์กายภาพ (physical sciences) ที่ศึกษาเกี่ยวกับสภาวะที่อยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่ (motions) ของวัตถุ (bodies) ซึ่งถูกกระทำโดยแรง (forces)

ตัวอย่างของระบบ (โครงสร้าง) ที่ศึกษาในวิชานี้

1.2 แนวคิดและหลักการพื้นฐาน • ความยาว (length) บอกตำแหน่งของจุดใน space และจะใช้ในการบอกขนาดของวัตถุ • เวลา (time) บอกถึงลำดับของเหตุการณ์ • มวล (mass) เป็นคุณสมบัติของสสารที่เราใช้เปรียบเทียบการกระทำของวัตถุหนึ่งต่อวัตถุอีกอันหนึ่ง • แรง (force) บ่งบอกด้วยขนาด ทิศทาง และตำแหน่งที่แรงกระทำ • ปริมาณพื้นฐาน (Basic Quantities)

Idealizations (การจำลอง) • อนุภาค (particle) มีมวล แต่มีขนาดที่เล็กมากจนไม่นำมาพิจารณา • วัตถุแกร่ง (rigid body) ประกอบไปด้วยอนุภาคจำนวนมาก ซึ่งอนุภาคแต่ละอนุภาคจะอยู่ที่ตำแหน่งเดิมเมื่อเทียบกับอนุภาคอื่นๆ ทั้งก่อนและหลังจากที่ถูกกระทำโดยแรง • concentrated force เป็นแรงที่ถูกสมมุติให้กระทำเป็นจุดๆ หนึ่งบนวัตถุ

Newton’s Three Laws of Motion ∑F = ma ∑F = 0

Newton’s Law of Gravitational Attraction • น้ำหนัก (Weight)

1.3 หน่วยวัด (Units of Measurement)

Conversion of Units

Convert 2 km/h to m/s. How many ft/s is this? SOLUTION: Since 1 km = 1000 m and 1 h = 3600 s, the conversion factors are arranged so that a cancellation of units can be applied. Recall that 1 ft = 0.3038 m

1.4 The International System of Units (SI) • Prefixes for SI units

ตัวอย่างที่ 1-1 จงเขียนค่าต่างๆ ต่อไปนี้ให้มีหน่วยวัดตามหน่วยวัด SI ที่มี prefix ที่เหมาะสม

1.5 การคำนวณเชิงตัวเลข • ความสอดคล้องกันของหน่วยวัด • Significant Figures (เลขนัยสำคัญ) • ตัวเลขใดๆ ไม่รวมตัวเลขศูนย์ก่อนจุดทศนิยม 5604, 0.3124 และ 34.52

การปัดตัวเลข 2.326  2.3 และ 0.454  0.45 1.245(103)1.24(103)และ0.8655  0.866 0.72387 0.724และ565.5003566

ตัวอย่างที่ 1-2 จงคำนวณหาค่าต่อไปนี้ โดยกำหนดให้มีเลขนัยสำคัญสามหลักและมีหน่วยวัดตามหน่วยวัด SI ที่มี prefix ที่เหมาะสม

ตัวอย่างที่ 1-3 จงคำนวณหาค่าต่างๆ ต่อไปนี้ โดยกำหนดให้มีเลขนัยสำคัญสามหลักและมีหน่วยวัดตามหน่วยวัด SI ที่มี prefix ที่เหมาะสม

การคำนวณโดยใช้เครื่องคิดเลขการคำนวณโดยใช้เครื่องคิดเลข • โดยทั่วไปแล้ว ในการคำนวณโดยใช้เครื่องคิดเลข เราควรใช้จำนวนของ significant figures เท่ากับสี่ แต่จะตอบคำตอบสุดท้ายด้วยจำนวน significant figures เท่ากับสาม

1.6 ขั้นตอนในการวิเคราะห์ • อ่านโจทย์อย่างระมัดระวัง และหาความสัมพันธ์ของสถานการณ์ทางกายภาพกับทฤษฎี • เขียนแผนภาพ (diagrams) หรือรูปภาพต่างๆ และทำตารางของข้อมูลที่ให้มา • ใช้ทฤษฎีและหลักการที่ถูกต้องเหมาะสมในการแก้ปัญหา • แก้สมการและตรวจสอบความสอดคล้องของหน่วย และตอบคำตอบโดยมีจำนวน significant figures ไม่มากไปกว่าจำนวน significant figures ของข้อมูลที่ให้มา • ศึกษาคำตอบว่ามีความเป็นไปได้หรือไม่ โดยใช้ engineering judgment และ common sense

End of the Lecture 1

430201 Engineering Statics