06 שאלות מסכמות
סטטיקה וחוזק חומרים להנדסאים (97155)
שאלות מסכמות
שאלון 97155 · ארבע שאלות בכל בחינה · פתרונות מלאים לכל שתים־עשרה השאלות
קורס להנדסאי בניין לקראת שאלון מה״ט 97155
מה תדעו לעשות בסיום החוברת
- לפתור ברצף בחינה משולבת בקורות, חתכים, מאמצים ומסבכים
- לנמק סימנים, ערכי תחנות, סיב קובע ומוט קובע
- לבדוק מחדש מערכת לאחר שינוי עומס או ריסון
- לנהל זמן ולבדוק פתרון בעזרת שיווי משקל, יחידות והיגיון פיזיקלי
מה צריך לדעת לפני שמתחילים
- חוברות S01–S05, לרבות מהלכי כוחות, שטחי גזירה, שטיינר, מאמצים חתומים ובדיקת אומגה
- מחשבון מדעי, כלי שרטוט ודף נפרד לפתרון עצמאי
הקובץ פועל ללא חיבור לאינטרנט. תוכן העניינים מציג את סדר הפרקים. כל הפתרונות פתוחים לקריאה; לתרגול עצמי מומלץ לעצור לפני הפתרון.
תוכן העניינים
- 1. דרך העבודה בחוברת
- 2. בחינה א · שאלות להדפסה
- 3. בחינה ב · שאלות להדפסה
- 4. בחינה ג · שאלות להדפסה
- 5. בחינה א · פתרונות מלאים לכל ארבע השאלות
- 6. בחינה ב · פתרונות מלאים לכל ארבע השאלות
- 7. בחינה ג · פתרונות מלאים לכל ארבע השאלות
פרק 1
דרך העבודה בחוברת
בכל אחת משלוש בחינות התרגול ארבע שאלות. משך הבחינה ארבע שעות; בוחרים שלוש שאלות, 33 נקודות לכל שאלה ועוד נקודת הערכה.
לכל בחינה מוקצה פרק שאלות שניתן להדפיס בנפרד. שלושת פרקי הפתרונות מופיעים רק לאחר כל פרקי השאלות. אין תשובות מוסתרות או לחצני פתיחה. מומלץ להדפיס את פרק השאלות הרצוי בלבד, לפתור ברצף ורק אחר כך לפתוח את פרק הפתרונות התואם.
הסימן Σ פירושו סכום: מחברים את כל האיברים השייכים לחישוב.
בחישובי חוזק משתמשים בכוחות ב-kN, במומנטים ב-kN·m ובמידות חתך ב-cm. שטח ב-cm², אינרציה ב-cm⁴ ומודול חתך ב-cm³. גורמי ההמרה בנוסחאות הם 10 לכוח צירי ו-1000 לכפיפה; התוצאה ב-MPa.
הנחיות לכל שלוש הבחינות
- משך כל בחינה: 4 שעות. בחרו 3 מתוך 4 שאלות. בתרגול נוסף פתרו גם את השאלה הרביעית.
- הציגו תרשים גוף חופשי, הגדרת כיוונים, נוסחה, הצבה עם יחידות ותוצאה מנומקת. מספר סופי ללא דרך אינו פתרון מלא.
- סדר התגובות: סכום כוחות אופקי; מומנטים עם כיוון השעון סביב A למציאת התגובה השנייה; מומנטים סביב הסמך השני למציאת Ay; סכום אנכי לבדיקה.
- דיאגרמות N ו-S חיוביות מעל קו הבסיס. M חיובי, שמשמעותו מתיחה בתחתית, מצויר מתחת לקו הבסיס. סימן אלגברי וכיוון ציור הם שני דברים שונים.
- בכל בדיקת אומגה כאן מעגלים את התמירות כלפי מעלה למספר שלם. כל הערכים הנחוצים מובאים בשאלה; אין צורך לנחש או להשלים טבלת חתכים.
- המסבכים אידאליים: מוטות ישרים, חיבורים פרקיים, עומסים בצמתים. מוטותיהם צינורות עגולים חלולים או צינורות מלבניים חלולים (RHS), לפי הנתונים. קורות החוברת אינן עשויות צינור עגול.
- בבדיקות הקורות נבדקים מאמצים נורמליים בלבד; ריסון צדי הולם נתון. גזירה, חיבורים, שקיעה, קריסה מקומית ובדיקות תכן אחרות מחוץ לדרישת השאלות.
- הוראות העזר המחייבות הן הוראות הבחינה בפועל. לתרגול כאן השתמשו במחשבון מדעי ובכלי שרטוט.
ניהול זמן ובדיקה עצמית
אפשר להקדיש כ-10 דקות לקריאת ארבע השאלות, כ-70 דקות לכל אחת משלוש השאלות שנבחרו, וכ-20 דקות לבדיקת הסכומים, היחידות והסימנים. זו הצעה בלבד. רצוי לא להיתקע על רכיב אחד: השאירו את הביטוי המדויק והמשיכו בסימון עקבי.
| רכיב ההערכה | מה מחפשים בפתרון |
|---|---|
| מודל ומשוואות | גוף חופשי נכון, זרועות נכונות, זוג חיצוני שאינו נשמט. |
| חישוב ותוצאות | דרך חשבון ניתנת לבדיקה, יחידות עקביות ועיגול בסוף. |
| שרטוטים וסימנים | צירים ומידות, קפיצות נכונות, תחומים וקיצונים. |
| משמעות פיזיקלית | מתיחה/לחיצה, סיב או מוט קובע ונימוק לשינוי. |
| נקודת ההערכה הנוספת | פתרון קריא ועקבי, יחידות ותרשימים מסומנים, ובדיקת שיווי משקל. |
פרק 2
בחינה א · שאלות להדפסה
בחינה א: ארבע שעות. יש להשיב על שלוש מארבע השאלות. כל שאלה 33 נקודות, ועוד נקודת הערכה אחת לכל הבחינה.
שאלה 1 · קורה עם זיז, כוח צירי וזוג שמבוטל · 33 נקודות
לפני השאלה מבינים את המערכת
קורה אופקית נמשכת מעבר לסמך הימני. עליה פועלים עומס מפורס, כוח בקצה, כוח צירי וזוג חיצוני. זוג הוא פעולה סיבובית שאינה מוסיפה כוח שקול.
סימנים ונתונים
- x נמדד ימינה במטרים מן הקצה השמאלי; y חיובי למעלה.
- Ax, Ay, By הם רכיבי תגובה; מניחים Ax ימינה ואת התגובות האנכיות למעלה.
- N חיובי במתיחה; S הוא כוח הגזירה; M חיובי כאשר הסיב התחתון נמתח.
- q עומס מפורס כלפי מטה; C זוג חיצוני, חיובי עם כיוון השעון.
- a בסימן תחתי מציין ערך מותר של מאמץ, כוח או מומנט.
- אורך הקורה 8 m; סמך פרקי A ב-x=0 וסמך נייד B ב-x=6.
- q1=6 kN/m מן הקצה השמאלי עד המרחק 4 m; q2=2 kN/m על הזיז הימני מ-B עד הקצה. כוחות 6 kN מטה במרחק 3 m ו-18 kN מטה בקצה הימני.
- C=12 kN·m עם השעון ב-x=5; כוח צירי 24 kN ימינה בקצה x=8.
נדרש
- א. חשבו את שלושת רכיבי התגובה ובדקו שיווי משקל. (7 נקודות)
- ב. חשבו ערכי תחנות וסרטטו מהלכי N, S, M מתחת לקורה בקנה מידה אופקי משותף. סמנו ערכים משני צדי הזוג. (13 נקודות)
- ג. מצאו את כל המועמדים לקיצון המומנט ואת המומנט הגדול ביותר בערך מוחלט. (5 נקודות)
- ד. הזוג מבוטל וכל יתר העומסים נשארים. חשבו תגובות חדשות ואת המומנט בסוף העומס הראשון וב-B. הסבירו את ההבדל בין השינויים בשתי התחנות. (8 נקודות)
שאלה 2 · חתך בעל אגפים לא שווים וקיבולת כפיפה · 33 נקודות
לפני השאלה מבינים את המערכת
חתך פתוח מורכב מלוחות המחוברים יחד. האגפים העליון והתחתון בעלי רוחבים שונים, והחתך נושא כוח צירי ומומנט כפיפה. התנגדות לכפיפה קשורה גם למיקום החומר ביחס לציר המרכזי של החתך.