工程力学习题答案_范钦珊_蔡新着_工程静力学与材料力学_第二版

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(a) (b) 习题1-1图 (a) (b)

习题1-2图

D R

(a-1)

C

(a-2)

D R

(a-3)

(b-1) 1-1 图a 、b 所示,Ox 1y 1与Ox 2y 2分别为正交与斜交坐标系。试将同一方F 分别对两坐标系进行分解和投影,并比较分力与力的投影。

解:(a ),图(c ):11 s i n c o s j i F ααF F += 分力:11 cos i F αF x = , 11 s i n j F αF y = 投影:αcos 1F F x = , αs i n 1F F y =

讨论:ϕ= 90°时,投影与分力的模相等;分力是矢量,投影是代数量。 (b ),图(d ):

分力:22)tan sin cos (i F ϕααF F x -= ,22sin sin j F ϕα

F y =

投影:αcos 2F F x = , )cos(2αϕ-=F F y 讨论:ϕ≠90°时,投影与分量的模不等。

1-2 试画出图a 、b

比较:图(a-1)与图(b-1)不同,因两者之F R D 值大小也不同。 1-3 试画出图示各物体的受力图。

c )

2

2x (d )

习题1-3图

1-4 图a 所示为三角架结构。力F 1

作用在B 铰上。杆AB 不计自重,杆BD 杆自重为W 。试画出图

b 、

c 、

d 所示的隔离体的受力图,并加以讨论。

或(a-2) B (a-1)

(b-1)

F (c-1) 或(b-2) (e-1) (f-1)

'

A (f-2) 1O (f-3)

Ax F

' (b-3)

E D

(a-3)

习题1-5图

B

(b-2)

(b-1) F '

C B C

(c) F Ax

F

1-5 试画出图示结构中各杆的受力图。

1-6 图示刚性构件ABC 由销钉A 和拉杆GH 支撑,在构件的点C 作用有一水平力F 。试问如果将力F 沿其作用线移至点D 或点E (如图示),是否会改变销钉A 的受力状况。

解:由受力图1-6a ,1-6b 和1-6c 分析可知,F 从C 移至E ,A 端受力不变,这是因为力F 在自身刚体ABC 上滑移;而F 从C 移至D ,则A 端受力改变,因为HG 与ABC 为不同的刚体。 F F 1

(d-2)

y

B 21

习题1-6图 F F (b-2)

(b-3)

F y

B 2

A

A B

1

B F

习题1-8图

'

F

(a)

1-7 试画出图示连续梁中的AC 和CD 梁的受力图。

1-8 图示压路碾子可以在推力或拉力作用下滚过100mm 高的台阶。假定力F 都是沿着连杆AB 的方向,与水平面成30°的夹角,碾子重为250N 。试比较这两种情形下所需力F 的大小。

解:图(a ):5

4

a r c s i n =θ

0=∑x F

0sin )60sin(=--︒θθW F 1672=F N 图(b ):︒=13.53θ 0=∑x F

0sin )30cos(=-︒-θθW F N 217=F

1-9 两种正方形结构所受力F 均已知。试分别求其中杆1、2、3所受的力。 解:图(a ):045cos 23=-︒F F

F F 2

2

3=

(拉) F 1 = F 3(拉)

045cos 232=︒-F F F 2 = F (受压) 图(b ):033='=F F F 1 = 0

∴ F 2 = F (受拉)

F

3

习题1-7图

习题1-9图

F Dx

(b)

(a-1)

'3F

(a-2)

'3

(b-2)

F DB

CB

DB

F '

1-10 图示为一绳索拔桩装置。绳索的E 、C 两点拴在架子上,点B 与拴在桩A 上的绳索AB 连接,在点D 加一铅垂向下的力F ,AB 可视为铅垂,DB 可视为水平。已知α= 0.1rad ,力F = 800N 。试求绳AB 中产生的拔桩力(当α很小时,tan α≈α)。

解:0=∑y F ,F F ED =αsin α

sin F

F ED =

0=∑x F ,DB ED F F =αcos F F

F DB 10tan ==

α

由图(a )计算结果。

可推出图(b )中F AB = 10F DB = 100F

2-3

图 a b

图 c

A:

F A =F B = M/2

2-3b

F A=F B= M /l 2-3C

F A=F BD= M /l

2-5

习题1-10图

W = 2kN,T = W

ΣF x = 0,F A = F B

ΣM i = 0,W ×300 −F A ×800 = 0 ,F A = 3/8W = 0.75 kN,F B = 0.75 kN.

2-6

F3 ⋅d −M = 0 ,

F 3 = M/d, F = F3(压)

ΣF x = 0,F2 = 0,

ΣF y = 0,

F = F1= M/d (拉)

2-7