工程力學(xué)課后詳細(xì)答案

載載第二章平面匯交力系2-1RY12R1FR2-2RX123RY13RRXRY故：F=F2+F2RRXRY2-3解：所有桿件均為二力桿件，受力沿直桿軸線。 (a)由平衡方程有：載ACAB (拉力) (壓力) (b)由平衡方程有：ACABFAB=1.064W(拉力)FAC=0.364W(壓力) (c)由平衡方程有：Fcos60Fcos30=0ACABFsin30+Fsin60W=0ABACF=0.5W(拉力)FAC=0.866W(壓力) ABACFcos30+Fcos30W=0ABAC2-4解：(a)受力分析如圖所示：由RA42+22RA42+22RB聯(lián)立上二式，得：RA10RB所以：FRA=5KN(壓力)FRB=5KN(與X軸正向夾150度)F=F=GR1由F=GFcosaF=0ACr2Fsina+FW=0ACNN221由由FcosFcos30W=0ACABFsin30+Fsin60W=0ABACF=F=7.32KN (受壓)F=27.3KN (受壓) (1)取D點(diǎn)，列平衡方程 由BCsina：FBCsina由F,cosa_Fsina_Fsina=0BCDCCE_Fsina_Fcosa+Fcosa=0BCDCCEP(cosa1)FCE|(asinP(cosa1)NHCEF,F,故有：NH2(sin2acosa)2sin2aNH2(sin2acosa)2sin2aABADABAD聯(lián)立后可得：PF,F,NDcos80ADF,=FADADcos5cos5P：F=2F=2F=2.=166.2KNNNDcos80ADcos802cos752-12解：整體受力交于O點(diǎn)，列O點(diǎn)平衡由聯(lián)立上二式得：式得：x=0Fcosa+FPcos30=0RADCF=2.92KN4FF.=0DCAC53F+F.=0BCAC5 (壓力)F=1.0 (壓力)FF (1)取DEH部分，對(duì)H點(diǎn)列平衡2F.Fp=0RD5RE15聯(lián)立方程后解得：F=5Q (2)取ABCE部分，對(duì)C點(diǎn)列平衡FFcos45=0FFsin45P=0且F=FFQP (3)取BCE部分。根據(jù)平面匯交力系平衡的幾何條件。F=F2+F2RCRERB2-14解：(1)對(duì)A球列平衡方程FcosaFsin9=0ABNANAAB (2)對(duì)B球列平衡方程Fcos9FcosaNBAB (1) (2) (3)Fsin9+FsinaPNBABFF=FB有： (5)把(5)代入(3)，(4)tg9=FcosaFsina+2PFsina+2Ptg9=PFABsina又(3)，(4)得又(3)，(4)得：PF=F由(7)得：ABtg9cosa由(7)得：將(8)代入(6)后整理得：tgaPtg9)P(tg9+2tg9)=3sin9cos9 (4) (6) (7) (8)又2：tg9=CD=32Rcos92=2cos932OpD2Rsin92sin9整理上式后有：2coscos=0.92第三章力矩平面力偶系載載PlO(b)M(P)=P0=0OOOOfMP=P.sina.a2+b2+Pcosa.0=Pa2+b2.sinaO3M=P(0.3+0.1)+P(0.4+0.1)P(0.2+0.4)1254解：小臺(tái)車受力如圖，為一力偶系，故F=GF=F由：F=F=0.75KN=750NNANB由：F=F=100KN且有：且有：F=F=NANBbMM+F.2a=021RB：F=F=1KN桿：1 (1)2 (2)有：且F=FA (3)m31=將(3)代入(2)后由(1)(2)得：m28CDF=F=F,=FRA1RB22第四章平面一般力系解：F=X=FFcos30o=49.9N23R13yF'=RF'RFF2+F2xy2′0012300123F=Fi+FjF=Fi+Fj=(49.9i15j)N0載力FR的作用線距O點(diǎn)的距離為d。 解：(a)設(shè)B點(diǎn)坐標(biāo)為(b，0)∴b=(-m+10)/F=-1m∴B點(diǎn)坐標(biāo)為(-1，0)F'=nF=FRi=1iF'R=∴FR′=10kN，方向與y軸正向一致 (b)設(shè)E點(diǎn)坐標(biāo)為(e，e)∴e=(-m+30)/F=1m∴E點(diǎn)坐標(biāo)為(1，1)載33YAyFRB-Q-Psin30°=0 (b)受力如圖4-3試求下列各梁或剛架的支座反力。解：圖∴FRB=(P+Q)/3由∑x=0 2FRBsin1 (c)解：受力如圖：∴FRB=(P-m/a)/3Ax (d)解：受力如圖：載載aAx (e)解：受力如圖：AyRBAyRB (f)解：受力如圖：由∑xAyRBAyRB車對(duì)斜橋的總壓力為Q，斜橋(連同軌道)重為W，立柱BD質(zhì)量不計(jì)，幾何尺寸如圖示，試求a解：齒輪減速箱受力如圖示，RARB4-6試求下列各梁的支座反力。解：yyAA∴載F=0.9qa+(m2-m1)/5FAy-q?l/2=0∴載解：F-P=0AyFAy-q?6a=0m解：熱風(fēng)爐受力分析如圖示，解：起重機(jī)受力如圖示，F(xiàn)+F=0RABx整體受力如圖示BxRAFF=0∴FBxRAF-P=0ByF-P=04-11圖示為連續(xù)鑄錠裝置中的鋼坯矯直輥。鋼坯對(duì)矯直輥的作用力為一沿輥長(zhǎng)分布的均布力解：輥軸受力如圖示，4-12立式壓縮機(jī)曲軸的曲柄EH轉(zhuǎn)到垂直向上的位置時(shí)，連桿作用于曲柄上的力P最大?，F(xiàn)解：機(jī)構(gòu)受力如圖示，NkN4-13汽車式起重機(jī)中，車重W1=26kN，起重臂CDE重G＝4.5kN，起重機(jī)旋轉(zhuǎn)及固定部分重W2＝31kN，作用線通過(guò)B點(diǎn)，幾何尺寸如圖所示。這時(shí)起重臂在該起重機(jī)對(duì)稱面內(nèi)。求最大起重量Pmax。E4-15兩根位于垂直平面內(nèi)的均質(zhì)桿的底端彼此相靠地?cái)R在光滑地板上，其上端則靠在兩垂直4-16均質(zhì)細(xì)桿AB重P，兩端與滑塊相連，滑塊A和B可在光滑槽內(nèi)滑動(dòng)，兩滑塊又通過(guò)滑輪C用繩索相互連接，物體系處于平衡。 (a)用P和θ表示繩中張力T； (b)當(dāng)張力T＝2P時(shí)的θ值。aMPlcosTlsinθ-Tlcosθ=0∴T=P/2(1-tgθ)4-17已知a，q和m，不計(jì)梁重。試求圖示各連續(xù)梁在A、B和C處的約束反力。F=0ByRC取整體：取整體：F=0取整體：F=0AA取整體：F=0AA4-18各剛架的載荷和尺寸如圖所示，不計(jì)剛架質(zhì)量，試求剛架上各支座反力。解：載取整體：取整體：載解：連續(xù)梁及起重機(jī)受力如圖示：五章WN面間的摩擦因數(shù)f=0.3，(a)問(wèn)當(dāng)水平力P=10N時(shí)，物體受多大的摩擦力，(b)當(dāng)P=30N時(shí)，物體受多大的摩擦力？(c)當(dāng)P=50N時(shí)，物體受多大的摩擦持靜止∴F=P=10N b當(dāng)P=30N時(shí)，P=30N=FsmaxN (c)當(dāng)P=50N時(shí)，P=50N>Fsmax5-2判斷下列圖中兩物體能否平衡?并問(wèn)這兩個(gè)物體所受的摩擦力的大小和方向。已知： (a)物體重W=1000N，拉力P=200N，f=0.3； bW0N，拉力P=500N，f=0.3。故物塊保故物塊保持平衡F=P=200N W=200N>FsmaxQWsinfScos (2)有向上滑動(dòng)趨勢(shì)5-3重為W的物體放在傾角為α的斜面上，物體與斜面間的摩擦角為ρ，且α＞ρ。如在物體上作用一力Q，此力與斜面平行。試求能使物體保持平衡的力Qde最大值和最小值。解解：(1)有向下滑動(dòng)趨勢(shì)NWcosXQFsmaxWsin=0NWcossmax2NSsmax2NSQWsinfScos∴Q值范圍為：W(sinα-fScosα)≤Q≤W(sinα+fScosα)其中fS=tgρ5-5兩物塊A和B重疊放在粗糙的水平面上，在上面的物塊A的頂上作用一斜向的力P。已知：ANBNABfB與地面之間的摩擦因數(shù)f2=0.2。問(wèn)當(dāng)P=600N時(shí)，是物塊A相對(duì)物塊B運(yùn)動(dòng)呢？還是A、B物塊一起相對(duì)地面C運(yùn)動(dòng)？FSAPcosFSA6N速上升時(shí)，每邊應(yīng)加正應(yīng)力(或法向反力)為若干？2F-W=0S5-7尖劈頂重裝置如圖所示，重塊與尖劈間的摩擦因數(shù)f(其他有滾珠處表示光滑)。求： (1)頂住重物所需Q之值(P、α已知)； (2)使重物不向上滑動(dòng)所需Q。注：在地質(zhì)上按板塊理論，太平洋板塊向亞洲大陸斜插下去，在計(jì)算太平洋板塊所需的力時(shí)，取圖示模型。解：取整體F-P=0當(dāng)F＜Q1時(shí)鍥塊A向右運(yùn)動(dòng)，圖(b)力三角形如圖(d)當(dāng)F＞Q2時(shí)鍥塊A向左運(yùn)動(dòng)，圖(c)力三角形如圖(e)dPdPsinafcosasinasinafcosacosa+fsinaScosa+fsinaSQSSRBBmaxNB由幾何關(guān)系：tg=m((d)2(dba)222dba22COC1221(db+a)代入上式后可得：載5-9一凸輪機(jī)構(gòu)，在凸輪上作用一力偶，其力偶矩為m，推桿CD的C點(diǎn)作用一力Q，設(shè)推桿與固定滑道之間的摩擦因數(shù)f及a和d的尺寸均為已知，試求在圖示位置時(shí)，欲使推桿不被卡住，滑道長(zhǎng)b的尺寸應(yīng)為若干？(設(shè)凸輪與推桿之間是光滑的。)①\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤將=1\*GB3①=2\*GB3②=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥代入到=3入到=3\*GB3③后整理得b=md9載amb.5cm遠(yuǎn)的垂直力P的作用下，沿著垂直軸滑動(dòng),5-11一起重用的夾具由ABC和DEF兩相同彎桿組成，并由桿BE連接，B和E都是鉸鏈，150F+200F-600F=0N1S1OA取磚：F-F=0SAFNASD心輪∴e=Df/2故偏心輪不會(huì)脫開條件為e≤Df/2FxNAcosFAsinNBcosFBsin=1\*GB3①FyNAsinFAcosNBsinFBcos=2\*GB3②AAF=fNBB③tgfarctg0.3=16.7°由幾何關(guān)系：cosL解：為確保系統(tǒng)安全制動(dòng)，滑塊應(yīng)自鎖，臨界狀態(tài)下，主動(dòng)力合力幾何關(guān)系有：l2(l/2)2tgm=l/2注意到tgm=f=0.5顯然，還應(yīng)有L/2＜l此，為能安全制動(dòng)，應(yīng)有0.5＜l/L＜0.56BGB①=2\*GB3②=3\*GB3③式可得：P=100NAtga=Q+P/2=3.53聯(lián)立上三式后可解得：(Q+P)f∴α=74°12′子若保持平衡的條件為：α≥74°12′解：滾子受力如圖所示：解：受力如圖所示：解：支架受力如圖所示：∑Fy=0P-FSA-FSB-G=0=1\*GB3①NAFNBGB3②BSBFNBf5\*GB3⑤將=4\*GB3④=5\*GB3⑤代入=1\*GB3①=2\*GB3②后再代入=3\*GB3③可解得P=3072.3N第六章空間力系重心6-1已知力P大小和方向如圖所示，求里P對(duì)z軸的矩。(題6-1圖a中的P位于其過(guò)輪緣上作度角)。M(P)=P.cos60.R=P.R解：(a)Z2nRPR(b)Z2解：XXYYXYZM(F)=F0.2=42.4N.mXYM(F)=F0.5F0.2=68.4N.mYZXM(F)=F0.05=10.6N.mZYFFF=0XF=0YZ解得：Fcos60cos30+Fcos60cos30=0ADBDCDAD(F+F+F)sin60ADBDCD (壓力)F=F=31.5KN=CD1.5KN(壓力)=FFFF三點(diǎn)在同一鉛垂墻上。尺寸如圖所示，求撐桿AD和鏈條BD，CD所受的力(注：OD垂直于墻111FX.F.F.FX3BD3AD522122BDF=0.2BDF=032AD5Y2121.+F =032BD32Z解得：ADF=7.45KN(壓力)解得：ADF=2.89F=2.89KNF=2.89KN (拉力)AB上的三個(gè)圓輪，半徑各為r1,r2,r3；水平和鉛垂作用力大大小F1=F1’,F2=F2’解：受力分析如圖所示：M=0ZF.2rF.2rF.2r=0112233r33r3N解：該平行力系的合力大小為：RRZZ12345該合力FR與平面的交點(diǎn)為(XC,YC)，由合力矩定理有：XRX12354YRY1235CF200RM650Y=X==3.25cmCF200R解：齒輪傳動(dòng)軸受力如圖：載F=0XF=0YZXM=0YzF+R+P+F=0AX2BXF=0AZ12BZ2BZPdPd122212222BXR=Ptg20R=Ptg202212121212AXAYAZBXBZ載解：D12R=Ptg9=Ptg20=3172N1ZF+F+RR=0AXBX12F+FPP=0AZBZ12XM=0YM=0Z21AZDDP3一P2=022121AX聯(lián)立后解得