西北工业大学理论力学第1-6章习题集答案
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第一章 静力学公理和物体的受力分析一、选择题与填空题 1.C 2.ACD3.A ,B 两处约束力的方向如图所示。
4.5F ,方向与5F 方向相反。
5.60°。
6. 铅直向上。
第二章 平面力系一、选择题与填空题 1.B ;D 。
2.B 。
3.2F ;向上。
4.B 。
5.LM 334;方向与水平线成︒60角,指向右下。
6.10kN ;10kN ;5kN ;5kN 。
7. 100kN ;水平向右。
二.计算题1. 70-=BF KN 70=AxF KN ,120=Ay F KN ,30A M KN m =-⋅ 2. qa F Ax -= qa F F Bx += F qa F Ay += F qa F By -=3. kN5-=Dx FkN33.4=Dy FkN33.4=E FkN41.24=C FkN08.17-=By FkN 5-='=BxAx F FkN08.14-=Ay F m kN 66.14⋅-=A M4.5.N10=Ax FN20=Ay F m N 15⋅=A M N 1.14=CD F6.kN5.2=AxF kN 16.2-=Ay F m kN 8⋅-=A M kN33.20=C F7. kN 40=B FkN10-=Ax FkN20-=Ay F m kN 50⋅-=A MkN40=Cx F 0=Cy F8. N100-=Ax F N300-=Ay FN300-=Ex F N100=Ey F N200=Dy FN 300=Hx F N100=Hy F第三章 空间力系一、选择题与填空题1.B 。
2.B 。
3. 0)(=F M x ;2)(FaF M y -= ;46)(Fa F M z = 。
4. F x =240-N ;F y =302N ;M z =2402m N ⋅。
5.sin z F F ϕ=;cos cos y F F ϕβ=;()(cos cos sin )x M F F c b ϕβϕ=+。
第6章 刚体的平面运动分析6-1 图示半径为r 的齿轮由曲柄OA 带动,沿半径为R 的固定齿轮滚动。
曲柄OA 以等角加速度α绕轴O 转动,当运动开始时,角速度0ω= 0,转角0ϕ= 0。
试求动齿轮以圆心A 为基点的平面运动方程。
解:ϕcos )(r R x A += (1) ϕsin )(r R y A +=(2)α为常数,当t = 0时,0ω=0ϕ= 0 221t αϕ=(3)起始位置,P 与P 0重合,即起始位置AP 水平,记θ=∠OAP ,则AP 从起始水平位置至图示AP 位置转过θϕϕ+=A因动齿轮纯滚,故有⋂⋂=CP CP 0,即 θϕr R = ϕθr R =, ϕϕrr R A += (4)将(3)代入(1)、(2)、(4)得动齿轮以A 为基点的平面运动方程为:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+=+=+=222212sin )(2cos )(t r r R t r R y t r R x A A A αϕαα6-2 杆AB 斜靠于高为h 的台阶角C 处,一端A 以匀速v 0沿水平向右运动,如图所示。
试以杆与铅垂线的夹角θ 表示杆的角速度。
解:杆AB 作平面运动,点C 的速度v C 沿杆AB 如图所示。
作速度v C 和v 0的垂线交于点P ,点P 即为杆AB 的速度瞬心。
则角速度杆AB 为6-3 图示拖车的车轮A 与垫滚B 的半径均为r 。
试问当拖车以速度v 前进时,轮A 与垫滚B 的角速度A ω与B ω有什么关系?设轮A 和垫滚B 与地面之间以及垫滚B 与拖车之间无滑动。
解:RvR v A A ==ωR v R v B B 22==ωB A ωω2=6-4 直径为360mm 的滚子在水平面上作纯滚动,杆BC 一端与滚子铰接,另一端与滑块C 铰接。
设杆BC 在水平位置时,滚子的角速度ω=12 rad/s ,θ=30︒,ϕ=60︒,BC =270mm 。
试求该瞬时杆BC 的角速度和点C 的速度。
hv AC v AP v ABθθω2000cos cos ===习题6-1图ABCv 0hθ习题6-2图PωABv CABCv ohθ习题6-2解图习题6-3解图习题6-3图v A = vv B = v ωAωB习题6-6图习题6-6解图解:杆BC 的瞬心在点P ,滚子O 的瞬心在点D BDv B ⋅=ωBPBD BP v B BC ⋅==ωω ︒︒⨯=30sin 27030cos 36012 rad/s 8=PC v BC C ⋅=ωm/s 87.130cos 27.08=︒⨯=6-5 在下列机构中,那些构件做平面运动,画出它们图示位置的速度瞬心。
第六章 薄壁工程梁理论6-1 求如图所示剖面的弯曲正应力,设壁板不受正应力,缘条面积都是2200mm ,已知载荷.105,1056mm N M mm N M y x ⋅⨯=⋅=图中尺寸单位为mm.(a)(a )解:确定形心坐标轴。
()()mm AAy mm AAx 50480120,804160160=+==+=则在形心坐标轴下,1点、2点、3点、4点的坐标分别为()()()()50,80,50,80,30,80,70,80----确定相应于形心坐标轴下的剖面惯性矩,惯性积和总面积。
43442442102.31056.21008.1Amm y x A J Amm x A J Amm y A J i i i xy i i y i i x ∑∑∑⨯-==⨯==⨯==求当量弯矩。
()()()()()-19.230M P a508025.842MPa 5080216MPa103080856MPa 34708045072.004132.0,1021154.0110973560196296.014321662=---=-⋅=⋅=-+-=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛⨯+=⨯⋅=⎪⎭⎫⎝⎛⨯+==-=,,,,,,σσσσσy x y x J J M M k M J J M M k M J J J k x xy x y y y xy y x x yx xy(b)(b )解:确定形心坐标轴。
()()mmAAy x 10042002000mm4AA100100=+==+-=在形心坐标轴下,1点、2点、3点、4点的坐标分别为()()()()100,100,100,0,100,0,100,100---。
确定相应于形心坐标轴下的剖面惯性矩,惯性积和总面积。
224x i 224244100()2100()2100()i y i i xy i i i J A y A mm J A x A mm J A x y A mm ==⨯==⨯==-⨯∑∑∑求当量弯矩。