理论力学第二章汇交力系与平面力偶系
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第二章平面汇交力系与平面力偶系1.如图所示,将大小为100N 的力F 沿x 、y 方向分解,若F 在x 轴上的投影为86.6N ,而沿x 方向的分力的大小为115.47N ,则F 沿y 轴上的投影为( )。
① 0 ② 50N③ 70.7N ④ 86.6N正确答案:①2.如图所示,OA 构件上作用一矩为M 1的力偶,BC 上作用一矩为M 2的力偶,若不计各处摩擦,则当系统平衡时,两力偶矩应满足的关系为( )。
① M 1=4M 2 ② M 1=2M 2③ M 1=M 2 ④ M 1=M 2/2正确答案:③3.如图所示的机构中,在构件OA 和BD 上分别作用着矩为M 1和M 2的力偶使机构在图示位置处于平衡状态,当把M 1搬到AB 构件上时使系统仍能在图示位置保持平衡,则应该有( )。
① 增大M 1② 减小M 1③ M 1保持不变④ 不可能在图示位置上平衡正确答案:④4.已知F 1、F 2、F 3、F 4为作用于刚体上的平面汇交力系,其力矢关系如图所示,由此可知( )。
① 该力系的合力F R = 0② 该力系的合力F R = F 4③ 该力系的合力F R = 2F 4④ 该力系平衡正确答案:③5.图示机构受力F 作用,各杆重量不计,则A 支座约束反力的大小为( )。
① 2F② F 23③ F ④ F 33正确答案:④6.图示杆系结构由相同的细直杆铰接而成,各杆重量不计。
若F A =F C =F ,且垂直BD ,则杆BD 的内力为( )。
① F − ② F 3− ③ F 33− ④ F 23− 正确答案:③7.分析图中画出的5个共面力偶,与图(a )所示的力偶等效的力偶是( )。
① 图(b ) ② 图(c ) ③ 图(d ) ④ 图(e )正确答案:②8.平面汇交力系平衡的几何条件是( );平衡的解析条件是( )。
正确答案:力多边形自形封闭 各力在两个坐标轴上投影的代数和分别等于零9.平面内两个力偶等效的条件是( );平面力偶系平衡的充分必要条件是( )。
第二章 平面汇交力系与平面力偶系§2.1平面汇交力系合成与平衡的几何法一、汇交力系合成与平衡的几何法 汇交力系:是指各力的作用线汇交于同一点的力系。
若汇交力系中各力的作用线位于同一平面内时,称为平面汇交力系,否则称为空间汇交力系。
1、平面汇交力系的合成先讨论3个汇交力系的合成。
设汇交力系1F ,2F ,3F汇交于O (图1),由静力学公理3:力的平行四边形法则(力的三角形)可作图2,说明)(),,(321F F F F=如图和图所示,其中321F F F F ++=F2F 3F OFO1F 2F 3F12F讨论:1)图2中的中间过程12F 可不必求,去掉12F 的图称为力多边形,由力多边形求合力大小和方向的方法称为合力多边形法则。
2)力多边形法则:各分力矢依一定次序首尾相接,形成一力矢折线链,合力矢是封闭边,合力矢的方向是从第一个力矢的起点指向最后一个力矢的终点。
3)上述求合力矢的方法可推广到几个汇交力系的情况。
结论:汇交力系合成的结果是一个合力,合力作用线通过汇交点,合力的大小和方向即:∑=i F F用力多边形法则求合力的大小和方向的方法称为合成的几何法。
2.平面汇交力系的平衡1F 2F iF 2-n F 1-n F n F设作用在刚体上的汇交力系),,(21n F F F 为平衡力系,即 0),,(21≡n F F F先将121,,-n F F F 由力多边形法合成为一个力1-N F,(∑-=-=111n i i N F F )0),(),,(121≡≡-n N n F F F F F由静力公理1,作用在刚体上二力平衡的必要充分条件是:1-N F 与n F等值,反向,共线,即n N F F =-1, 可得01=+-n N F F,或0=∑i F结论:平面汇交力系平衡的必要与充分条件是:力系中各力的乖量和为零,用几何法表示的平衡条件是0=∑i F,力多边形自行封闭。
例1. 已知:简支梁AB ,在中点作用力F,方向如图,求反力FA B C45F AF BACα 45FF BF α解:1。