Đề thi, bài tập trắc nghiệm online Cơ khí đại cương – Đề 11

Độ nhớt (viscosity) của chất lỏng là thước đo khả năng chống lại sự chảy của nó. Chất lỏng có độ nhớt cao (ví dụ: mật ong) chảy chậm hơn chất lỏng có độ nhớt thấp (ví dụ: nước).

Hệ số ma sát trượt chủ yếu phụ thuộc vào bản chất vật liệu của các bề mặt tiếp xúc và độ nhám của chúng. Diện tích bề mặt tiếp xúc và vận tốc tương đối ít ảnh hưởng đến hệ số ma sát trượt (trong một phạm vi nhất định). Áp suất bề mặt ảnh hưởng đến lực ma sát, nhưng hệ số ma sát là tỷ số giữa lực ma sát và phản lực pháp tuyến, nên về mặt lý thuyết, không trực tiếp phụ thuộc áp suất.

Độ cứng (hardness) là khả năng của vật liệu chống lại sự xâm nhập của vật liệu khác, và thường được liên hệ đến khả năng chống lại biến dạng dẻo cục bộ trên bề mặt. Độ bền kéo liên quan đến khả năng chịu lực kéo trước khi đứt. Độ dẻo là khả năng biến dạng dẻo lớn trước khi phá hủy. Độ dai là khả năng hấp thụ năng lượng trước khi phá hủy.

Liên kết động là liên kết cho phép các chi tiết máy có thể chuyển động tương đối với nhau. Liên kết bản lề (hoặc khớp quay) cho phép chuyển động quay tương đối giữa các chi tiết, do đó là liên kết động. Các liên kết hàn, ren, đinh tán thường là liên kết cố định, không cho phép chuyển động tương đối hoặc rất hạn chế.

Bộ lọc dầu trong hệ thống bôi trơn tuần hoàn có chức năng chính là loại bỏ các tạp chất (mạt kim loại, bụi bẩn, cặn bẩn) khỏi dầu bôi trơn. Việc này giúp duy trì chất lượng dầu, bảo vệ các bề mặt ma sát khỏi mài mòn và kéo dài tuổi thọ của hệ thống. Các chức năng khác như làm mát, tăng áp suất, điều chỉnh độ nhớt thường do các bộ phận khác trong hệ thống đảm nhiệm.

Động cơ nhiệt hoạt động bằng cách chuyển hóa nhiệt năng (thường từ quá trình đốt cháy nhiên liệu) thành cơ năng để thực hiện công cơ học. Ví dụ, động cơ đốt trong chuyển nhiệt năng từ đốt cháy nhiên liệu thành chuyển động của piston, sau đó thành chuyển động quay của trục khuỷu.

Trượt đai xảy ra khi lực ma sát giữa đai và puli không đủ lớn để truyền mômen xoắn cần thiết. Điều này thường xảy ra khi tải trọng quá lớn hoặc lực căng đai không đủ để tạo ra lực ma sát cần thiết. Đai quá căng có thể gây mòn nhanh, nhưng không trực tiếp gây trượt. Đường kính puli và vận tốc quay có ảnh hưởng đến tỷ số truyền, không trực tiếp gây trượt nếu lực căng và tải trọng phù hợp.

Mômen quán tính (I) của một vật rắn đối với một trục quay được tính bằng tổng các tích của khối lượng của mỗi phần tử vật chất và bình phương khoảng cách từ phần tử đó đến trục quay. Đối với một chất điểm khối lượng m cách trục quay một khoảng r, mômen quán tính là I = m * r^2. Đối với vật rắn phức tạp, cần tính tích phân hoặc sử dụng các công thức cho hình dạng cụ thể.

Mỗi ròng rọc động trong hệ thống ròng rọc động giúp giảm lực kéo đi một nửa. Vì vậy, nếu có 'n' ròng rọc động, lợi về lực sẽ là 2^n lần. Tuy nhiên, câu hỏi đang hỏi về 'lợi về lực đạt được là bao nhiêu lần SO VỚI SỐ RÒNG RỌC ĐỘNG', và thường trong các bài toán cơ bản, lợi về lực thường được hiểu là 'gấp đôi' cho mỗi ròng rọc động (mặc dù thực tế là lũy thừa bậc 2). Nếu hiểu theo nghĩa 'gấp đôi cho mỗi RRĐ' thì câu trả lời gần nhất là 'gấp đôi số ròng rọc động'.

Công suất là tốc độ thực hiện công, được đo bằng đơn vị Watt (W) trong hệ SI. Jun (J) là đơn vị đo công và năng lượng, Newton (N) là đơn vị đo lực, Pascal (Pa) là đơn vị đo áp suất.

Mômen lực (hay còn gọi là torque) được xác định bằng tích của độ lớn lực và khoảng cách vuông góc từ trục quay đến đường thẳng chứa lực (cánh tay đòn). Các yếu tố khác như khối lượng, gia tốc trọng trường, vận tốc góc, mômen quán tính, công và năng lượng không trực tiếp quyết định mômen lực theo định nghĩa cơ bản.

Ổ lăn sử dụng các con lăn để thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn, làm giảm đáng kể hệ số ma sát so với ổ trượt. Điều này dẫn đến hiệu suất cao hơn, ít sinh nhiệt và ít hao mòn hơn. Ổ lăn thường không chịu tải lớn bằng ổ trượt trong một số ứng dụng đặc biệt và có thể phức tạp và đắt hơn.

Cơ cấu tay quay thanh lắc là một cơ cấu bốn khâu biến đổi chuyển động quay liên tục của tay quay thành chuyển động lắc (dao động góc giới hạn) của thanh lắc. Đây là ứng dụng chính của cơ cấu này.

Ứng suất pháp (normal stress) là thành phần ứng suất vuông góc với mặt cắt ngang của vật liệu, thường ký hiệu là σ (sigma). Nó phát sinh khi có lực kéo hoặc nén tác dụng vuông góc với mặt cắt.

Phân tích ứng suất và biến dạng là nền tảng của cơ học vật rắn, nhằm mục đích chính là đánh giá độ bền và độ an toàn của các kết cấu và chi tiết máy khi chịu lực. Qua phân tích, kỹ sư có thể xác định được ứng suất và biến dạng lớn nhất, so sánh với giới hạn bền và giới hạn chảy của vật liệu để đảm bảo kết cấu không bị phá hủy hoặc biến dạng quá mức trong quá trình vận hành. Các mục đích khác như xác định khối lượng, tính năng lượng tiêu thụ, thiết kế hệ thống điều khiển không phải là mục đích chính của phân tích ứng suất và biến dạng.

Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) là một công cụ số mạnh mẽ, được sử dụng rộng rãi trong cơ khí để giải các bài toán phân tích ứng suất, biến dạng, truyền nhiệt, động lực học và nhiều bài toán cơ học phức tạp khác. FEM chia kết cấu thành các phần tử nhỏ (hữu hạn), giải các phương trình gần đúng trên từng phần tử và sau đó tổng hợp kết quả để có được giải pháp cho toàn bộ kết cấu. Các ứng dụng khác như chế tạo, kiểm tra chất lượng, lắp ráp không phải là ứng dụng chính của FEM.

Đường biên dạng cam (cam profile) được thiết kế để tạo ra quy luật chuyển động mong muốn cho con đội. Hình dạng của biên dạng cam quyết định hành trình (độ dịch chuyển), vận tốc và gia tốc của con đội theo thời gian hoặc góc quay của cam. Vận tốc quay của cam thường do động cơ quyết định. Lực tác dụng và tuổi thọ phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác ngoài biên dạng cam.

Mối ghép khớp các đăng (universal joint) được thiết kế để truyền chuyển động quay giữa hai trục không thẳng hàng, có thể bù sai lệch tâm và góc. Mối ghép then hoa và then chủ yếu truyền mômen xoắn nhưng không bù được sai lệch lớn. Mối ghép hàn là mối ghép cố định, không cho phép chuyển động tương đối.

Titan và hợp kim titan có độ bền riêng rất cao, nghĩa là chúng vừa bền chắc vừa nhẹ. Điều này làm cho titan trở thành vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng trong ngành hàng không, nơi mà việc giảm trọng lượng là rất quan trọng. Nhôm cũng có độ bền riêng tốt hơn thép và gang, nhưng không bằng titan.

Định luật Newton thứ nhất phát biểu rằng một vật sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều nếu không có lực nào tác dụng lên nó hoặc tổng hợp lực tác dụng lên nó bằng không. Đây chính là nội dung của định luật quán tính.

Công của một lực không đổi khi lực và quãng đường cùng phương được tính bằng tích của độ lớn lực và quãng đường đi được: A = F * s.

Đại lượng vectơ là đại lượng có cả độ lớn và hướng. Vận tốc có cả độ lớn (tốc độ) và hướng chuyển động, do đó là đại lượng vectơ. Các đại lượng còn lại (khối lượng, thời gian, năng lượng) là đại lượng vô hướng, chỉ có độ lớn.

Định luật Hooke phát biểu rằng trong giới hạn đàn hồi, ứng suất (σ) tỉ lệ thuận với biến dạng tương đối (ε). Hệ số tỉ lệ E được gọi là môđun đàn hồi (Young's modulus). Phương trình σ = E * ε là biểu thức toán học của định luật Hooke. Các phương trình khác biểu diễn: áp suất thủy tĩnh (σ = ρ * g * h), định luật Newton thứ hai (F = m * a), và áp suất (P = F / A).

Cộng hưởng cơ học là hiện tượng biên độ dao động của hệ tăng lên đột ngột khi tần số của ngoại lực cưỡng bức tác dụng lên hệ gần bằng hoặc bằng tần số dao động riêng của hệ. Đây là một hiện tượng quan trọng cần xem xét trong thiết kế cơ khí để tránh các rung động và phá hủy không mong muốn.

Trong chuyển động quay của vật rắn quanh trục cố định, mọi điểm trên vật có cùng vận tốc góc. Tuy nhiên, vận tốc dài (vận tốc tuyến tính) của một điểm tỉ lệ thuận với khoảng cách từ điểm đó đến trục quay (v = ωr, với ω là vận tốc góc, r là khoảng cách đến trục quay). Do đó, điểm càng xa trục quay thì vận tốc dài càng lớn.

Đĩa phanh (trong phanh đĩa) hoặc guốc phanh (trong phanh tang trống) là các bộ phận trực tiếp ép vào bề mặt quay (đĩa hoặc trống) để tạo ra lực ma sát. Lực ma sát này chuyển động năng thành nhiệt năng, làm giảm tốc độ hoặc dừng chuyển động. Bàn đạp phanh, xy lanh phanh chính và dầu phanh là các bộ phận trong hệ thống truyền lực phanh, không trực tiếp tạo ra ma sát.

Ưu điểm nổi bật nhất của vật liệu compozit so với kim loại truyền thống là độ bền riêng cao. Compozit có thể đạt được độ bền và độ cứng tương đương hoặc cao hơn một số kim loại, nhưng với khối lượng nhẹ hơn đáng kể. Điều này làm cho compozit rất hấp dẫn trong các ứng dụng yêu cầu tỷ lệ trọng lượng/hiệu suất cao. Về độ bền và độ cứng tuyệt đối, một số kim loại vẫn có thể vượt trội. Khả năng chịu nhiệt độ cao và giá thành sản xuất của compozit có thể không phải lúc nào cũng ưu việt hơn kim loại.

Chuyển động cơ học là sự thay đổi vị trí của vật trong không gian theo thời gian. Chuyển động nhiệt là sự chuyển động hỗn loạn của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên vật, không phải là chuyển động của vật thể như một khối thống nhất trong không gian.

Bậc tự do (degrees of freedom - DOF) của một cơ cấu là số lượng tọa độ độc lập tối thiểu cần thiết để xác định hoàn toàn vị trí của tất cả các khâu trong cơ cấu tại một thời điểm nào đó. Nó cho biết cơ cấu có thể chuyển động linh hoạt đến mức nào.

Bộ giảm chấn (damper) là thiết bị chuyên dụng được sử dụng để hấp thụ năng lượng rung động, từ đó giảm biên độ và thời gian rung động. Tăng độ cứng và giảm khối lượng có thể thay đổi tần số dao động riêng, nhưng không trực tiếp giảm rung động hiệu quả như bộ giảm chấn. Tăng tốc độ quay thường làm tăng rung động.