Начертательная геометрия Сопромат. Расчеты при выполнении курсового задания Техническая механика Лабораторные работы по сопротивлению материалов На главную

Начертательная геометрия примеры решения задач, лекции и конспекты

Метрические задачи

Метрическими называются задачи, в которых приходится определять значения измеряемых величин - измерять величину угла между' двумя прямыми и расстояние между двумя точками.

К метрическим относятся также задачи на построение угла и отрезка с наперед заданным соответственно градусной и линейной величины.

В основе алгоритма решения любой метрической задачи лежит свойство плоской фигуры, параллельной плоскости проекций: она (фигура) проецируется на эту плоскость в конгруентную фигуру;

ф½½аÞФа@Ф.

В задачах на построение проекций угла, равного 90°, используется теорема о частном случае проецирования прямого угла: прямой угол проецируется ортогонально без искажения, если одна из его сторон параллельна плоскости проекции, а вторая сторона не перпендикулярна к этой плоскости:

Решение 2ГПЗ (в случае пересечения непроецирующих фигур)

([АВ]^[ВС])Ç([АВ]½½a,[ВС]^a)Þ[АaВa]^[ВaСa ]

Рис 7.1

При определении расстояния между двумя точками или построении отрезка заданной длины можно использовать как методы преобразования ортогональных проекций, так и пользоваться построением прямоугольного треугольника.

Отметим ряд свойств ортогональных проекций плоских углов (доказательства рассмотреть самостоятельно).

прямой. 1 Если стороны угла не параллельны плоскости проекции, то угол проецируется на эту плоскость с искажением.

2. Если хотя бы одна сторона тупого, прямого или острого угла параллельна плоскости проекции, то проекцией угла на эту плоскость будет угол с тем же названием, что и сам угол:

а) проекция острого угла будет меньше проецируемого угла;

б) прямой угол проецируется без искажения;

в) проекция тупого угла больше проецируемого угла,

3.Если обе стороны любого угла параллельны плоскости проекции, то на эту плоскость он проецируется без искажения.

4.Проекции острого и тупого углов могут проецироваться на плоскость без искажения не только при условии параллельности сторон угла плоскости проекции.

5. Если стороны угла параллельны плоскости проекции или одинаково наклонены к ней, то деление пополам проекции угла соответствует его делению пополам в пространстве.

Если проекция некоторого угла, у которого одна сторона, параллельная плоскости проекции, равна прямому углу, то и проецируемый угол также

7.1 Определение действительной величины плоского угла но его ортогональным проекциям

Решение задачи сводится к перемещению плоскости общего положения, которой принадлежит угол, в положение, параллельное какой- либо плоскости проекции. Такое перемещение можно осуществить с помощью методов преобразования ортогональных проекций.

Наиболее рациональный путь решения задачи по переводу плоскости угла в положение, параллельное плоскости проекции, достигается путем вращения плоскости угла вокруг линии уровня.

В этом случае для получения ответа на поставленную задачу достаточно произвести поворот только одной точки вокруг горизонтали или фронтали плоскости угла.

При использовании других способов преобразования нам пришлось бы дважды менять плоскости проекции либо дважды осуществлять перемещение (вращение), параллельное плоскости проекции, т.е. в обоих случаях потребовалось построение двух вспомогательных проекций,

Приведенные ниже примеры иллюстрируют использование способа вращения вокруг линии уровня для решения задачи определения действительной величины плоского угла.

Пример 1: Определить угол между пересекающимися прямыми а и Ь.

Поворачиваем плоскость aÇ b)- вокруг ее горизонтали h в новое положение, параллельное горизонтальной плоскости. Точки А (А э а) и В (Вэ b) принадлежат оси вращения h (A, B)Ìh, поэтому при вращении плоскости а вокруг оси h они не изменяют своего положения.

Следовательно, для определения нового положения плоскости a1ïï Н достаточно осуществить поворот только одной точки К. Для этого проводим через К' прямую, перпендикулярную h¢ ( с этой прямой будет совпадать горизонтальная проекция окружности, по которой перемещается точка при ее вращении вокруг горизонтали). Далее определяем положение центра вращения 0 и величину радиуса вращения R для точки К. Положение точки К1¢ совместно с А¢ и В¢ определяют новые проекции a'1 и b1¢ (прямых а и b),

задающих плоскость a1ôô Н. Поэтому А¢ К' В' равен искомому углу j°

Пример 2, Определить величину углов треугольника АВС. Повернем плоскость треугольника АВС вокруг фронтали и этого треугольника в положение, параллельное плоскости V. Через вершину А треугольника АВС проводим фронталь u(uu'). Точки А и D, как принадлежащие оси вращения, не изменяет своего положения в процессе преобразования. Поэтому, как и в предыдущем примере, достаточно повернуть только одну точку.

На рис 7.3 в качестве такой точки взята вершина В треугольника АВС. Вершина треугольника С при вращении вокруг фронтали будет перемещаться по дуге окружности, плоскость которой перпендикулярна оси вращения u; поэтому фронтальная проекция этой окружности перпендикулярна u² и новое положение точки С1² определяется в точке пересечения этого перпендикуляра с новым положением (B1² D²). После такого поворота плоскость треугольника переведена в положение параллельное фронтальной плоскости V.

Следовательно, на основании свойства о проецировании плоской фигуры, параллельной плоскости проекции ( изложено в п.7) углы при вершинах А"В1² и C'1 проецируются в натуральную величину.

Рис.7.3.


7.2 Перпендикулярность прямых, прямой и плосксти. Перпендикулярность плоскостей

7.2.1 Взаимно перпендикулярные прямые.

Пример: Через точку А провести прямую m, перпендикулярную горизонтали h ( рис 7.4 ).

Так одна из сторон h прямого угла, параллельна плоскости H, то на эту плоскость спроецируется без искажения. Поэтому через А¢ проводим горизонтальную проекцию m¢^h'. Отмечаем точку M¢= m¢ Ç h. Затем находим М²(M"Îh² ), Точки М11 и А² определяют m².

Если вместо горизонтали будет задана фронталь и, то геометрические построения по проведению прямой mlu аналогичны только что рассмотренному случаю, с той лишь разницей, что построение неискаженной проекции прямого угла следует начинать с фронтальной проекции.

7.2.2.Взаимно перпендикулярные прямая и плоскость

Прямая перпендикулярна к плоскости, если она перпендикулярна к двум пересекающимся прямым, принадлежащим данной плоскости.

Если в плоскости взять не произвольные пересекающиеся прямые, а горизонталь и фронталь, то появляется возможность и в этом случае воспользоваться известной теоремой о проецировании прямого угла,

Пример 1. Восстановить в вершине А перпендикуляр AD к плоскости треугольника АВС (рис 7.5 ).

 Рис.7.5. Рис.7.6

Для того, чтобы определить направление проекций перпендикуляра, проводим проекции горизонтали h и фронтали u плоскости треугольника АВС. Затем в точке А¢ восставляем перпендикуляр к h¢, a в А¢' перпендикуляр к u¢¢,

Пример 2. Из точки А опустить перпендикуляр АВ на плоскость a заданную следами (рис 7.6 ).

Для решения этой задачи достаточно из А¢ провести горизонтальную проекцию A¢В¢^aH, а из А² - ее фронтальную проекцию A" В²^av.

7.2.3. Взаимно перпендикулярные плоскости

Две плоскости взаимно перпендикулярны, если одна из них содержит прямую, перпендикулярную к другой плоскости.

Поэтому построение плоскости a, перпендикулярной к плоскости b, можно осуществить двумя путями;

1. Проводим прямую m, перпендикулярную к плоскости b (или a), затем прямую m заключаем в плоскость a (или b).

2. Проводим прямую n, принадлежащую или параллельную плоскости b (или a), затем строим плоскость a (илиb), перпендикулярно к прямой n.

Так как через прямую m можно провести множество плоскостей (первый путь решения), то задача имеет множество решений. То же самое происходит и при решении по второму пути ( в плоскости или параллельно ей можно провести множество прямых n). Чтобы конкретизировать задачу, необходимо указать дополнительные условия.

Пример 1. Чрез данную прямую а провести плоскость a, перпендикулярную к плоскости b, заданной параллельными прямыми 1 и f (рис.7.7.).

Рис 7.7

1. Определяем направление проекций перпендикуляра к плоскости a. для этого находим горизонтальную проекцию горизонтали h' и фронтальную проекцию фронтали u²,

2. Из проекции произвольной точки Аеа проводим проекции перпендикуляра m'^h' и m²^u². Плоскость a^b, т.к m^b

Пример 2.Через данную точку А провести горизонтально проецирующую плоскость b, перпендикулярную к плоскости a, заданной следами (рис.7.8)

Искомая плоскость рдолжна проходить перпендикулярно к прямой, принадлежащей плоскости a В связи с тем, что плоскость b должна быть горизонтально проецирующей, то прямая, перпендикулярная к ней , должна быть параллельна плоскости H, т.е. являться горизонталью плоскости а или (что тоже самое) горизонтальным следом этой плоскости - aн. Поэтому через горизонтальную проекцию точки А¢ проводим горизонтальный след bн^aн, фронтальный след bv^оси X.


Релятивисткая механика Примеры решения задач