工程力学——1-1静力学模型
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第一章静力学根底P20-P23 习题:1-1、:F1=2000N,F2=150N, F3=200N, F4=100N,各力的方向如图1-1所示。
试求各力在x、y轴上的投影。
解题提示:计算方法:F x= + F cosαF= + F sinαy注意:力的投影为代数量;式中:F x、F y的“+〞的选取由力F的指向来确定;α为力F与x轴所夹的锐角。
图1-11-2、铆接薄钢板在孔A、B、C、D处受四个力作用,孔间尺寸如图1-2所示。
:F=50N,F2=100N, F3=150N, F4=220N,求此汇交力系的合力。
1解题提示:——计算方法。
一、解析法F=F1x+F2x+……+F n x=∑F xR xF=F1y+F2y+……+F ny=∑F yR yF= √ F R x2+ F R y2Rtanα=∣F R y/ F R x∣二、几何法按力多边形法那么作力多边形,从图1-2图中量得F R的大小和方向。
1-4、求图1-4所示各种情况下力F对点O的力矩。
图1-4解题提示:——计算方法。
①按力矩的定义计算M O〔F〕= + Fd②按合力矩定理计算M O〔F〕= M O〔F x〕+M O〔F y〕1-5、求图1-5所示两种情况下G与F对转心A之矩。
解题提示:此题按合力矩定理计算各力矩较方便、简捷。
以图1-5a为例:力F、G至A点的距离不易确定,如按力矩的定义计算力矩图1-5既繁琐,又容易出错。
假设将力F、G分别沿矩形两边长方向分解,那么各分力的力臂不需计算、一目了然,只需计算各分力的大小,即可按合力矩定理计算出各力的力矩。
M〔F〕= -F cosαb- F sinαaAM〔G〕= -G cosαa/2 - G sinαb/2A1-6、如图1-6所示,矩形钢板的边长为a=4m,b=2m,作用力偶M〔F,F′〕。
当F=F′=200N时,才能使钢板转动。
试考虑选择加力的位置与方向才能使所费力为最小而到达使钢板转一角度的目的,并求出此最小力的值。
工程力学(静力学与材料力学)习题详细解答(第1章)(a) (b) 习题1-1图第1章 静力学基础1一1 图a 和b 所示分别为正交坐标系11y Ox 与斜交坐标系22y Ox 。
试将同一个力F 分别在两中坐标系中分解和投影,比较两种情形下所得的分力与投影。
解:图(a ):11 sin cos j i F ααF F +=分力:11 cos i F αF x = , 11 sin j F αF y = 投影:αcos 1F F x = , αsin 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。
图(b ): 分力:22)tan sin cos (i F ϕααF F x −= , 22sin sin j F ϕαF 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。
1一2 试画出图a 和b 两种情形下各构件的受力图,并加以比较。
比较:解a 图与解b 图,两种情形下受力不同,二者的F R D 值大小也不同。
DR习题1-2b 解图DR习题1-2a 解2图C习题1-2a 解1图(a) (b)习题1-2图1一3 试画出图示各构件的受力图。
习题1-3图B F 习题1-3a 解2图 B习题1-3a 解1图习题1-3b 解1图F Ay Ax 习题1-3c 解图 A习题1-3b 解2图习题1-3d 解1图习题1-3e 解1图习题1-3e 解2图1-4 图a 所示为三角架结构。
荷载F 1作用在B 铰上。
AB 杆不计自重,BD 杆自重为W ,作用在杆的中点。
试画出图b 、c 、d 所示的隔离体的受力图,并加以讨论。
习题1-4图1习题1-3f 解1图F习题1-3e 解3图'A习题1-3f 解2图1O 习题1-3f 解3图F F'F 1习题1-4d 解2图F y B 21习题1-4c 解1图 AA B 1B FDx y2B 习题1-4b 解2图 1习题1-4b 解3图 F y B 2习题1-4c 解2图 F A B1B FAxF'习题1-5b 解3图E D(a-3)E B F习题1-5b 解2图习题1-5b 解1图'AxFF B习题1-5c 解图1一5 试画出图示结构中各杆的受力图。