Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Теоретическая механика в вопросах и ответах_Часть 1. Статика.pdf
Скачиваний:
46
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
3.63 Mб
Скачать

Определить усилие в стержне АМ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Равновесие произвольной плоской системы сил

 

 

Для равновесия плоской системы сил необходимо и достаточно, чтобы

суммы проекций сил на две оси и сумма моментов сил относительно любой

точки равнялись нулю, т.е.

 

 

 

0; mA Fi 0 .

(15)

 

 

 

 

 

 

 

 

Fix 0; Fiy

 

Вместо уравнений (16) иногда лучше использовать другую систему урав-

нений

 

 

 

 

Fix 0; mA Fi 0; mB Fi 0 ,

(16)

 

 

 

 

 

 

где A и B – произвольные точки; ось x не перпендикулярна к прямойУAB , или

третью

 

 

 

 

mA Fi 0;

mB Fi 0;

mC Fi 0 , Т(17)

 

 

 

 

 

 

 

где A, B и C – произвольные точки, не лежащие на одной прямой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы и задачи

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.1 Балка СЕ удерживается в горизонтальном положении и нагружается

так, как показано на рисунке.

 

 

 

 

Дано: qmax 2кН/м; G 5 кН;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

qmax

 

 

 

 

Р

 

 

 

иP 2 кН; M 3 кН ∙ м; 15 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

Размерыуказаны на чертеже.

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

Определить:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М

 

 

1.

Виды

связей, действующие на

Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

балкуСЕ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

С 2.

 

 

 

А

 

 

 

 

 

В

 

 

 

Точку,

в которой груз Р дей-

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

ствует на балку СЕ.

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент силы P1 относительно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

точки А(см. ответ на в.2).

 

 

3,5м

 

зD

3,5м

 

Равнодействующую

нагрузки,

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

распределенной по

линейному

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

закону, и точку ее приложения.

 

 

уравнение необходимо составить,

чтобы определить горизонтальную

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

составляющую реакции опоры А?

 

 

 

 

 

 

 

Какое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.2

Т-образная балка закреплена так, как показано на рисунке. На нее дей-

ствует нагрузка, распределенная по линейному закону, причем qmax 2 кН/м; си-

Р

 

 

 

3кН ∙ м. К балке привязан трос, перекинутый через блок и несу-

ла P 1кН; M

щий груз Q 2 кН. Рассмотреть равновесие балки и ответить на вопросы. Трени-

ем на блоке пренебречь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

1.

Что необходимо выбрать в качестве

 

 

 

 

 

 

объекта равновесия для определения

 

 

 

 

 

 

 

qmax

 

 

D

 

 

 

 

 

 

реакций жесткой заделки А?

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Показать на рисунке активные и ре-

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

активные силы, приложенные к объ-

В

 

 

 

 

 

 

 

 

екту равновесия. Чему равна равно-

 

 

 

 

 

Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

действующая нагрузки, распреде-

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

ленной по линейному закону?

 

 

 

 

 

 

 

Назвать вид системы сил, приложен-

 

 

 

 

 

 

 

 

ной к объекту равновесия, и записать

 

 

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аналитическое условие равновесия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Какое следует составить уравнениеУ

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

для определения МА? Определить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

численное значение МАТ.

 

3.2.3 Жесткая рама закреплена в точке А шарнирно, а в точке В прикреплена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

к невесомому стержню с шарнирами на концах. Рама нагружена так, как показано

на рисунке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Рассмотреть равновесие рамы иответить на вопросы:

Что следует выбрать в качестве объекта равновесия для определения реакций

 

шарнирно-неподвижной опоры Аи

 

йВС?

 

А

 

 

 

 

 

 

2.

Изоб аз ть на рисунке раму с приложен-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к ней активными и реактивными

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

ными

 

 

 

 

 

 

 

 

 

силами. Определить величину равнодей-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

b

 

 

 

 

 

 

стержняствующей равномерно распределенной

 

 

 

 

 

 

 

 

нагрузки. Где она будет приложена?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

т

3.

Назвать вид системы сил, приложенной к

 

 

 

 

 

 

раме. Сколько необходимо составить

 

с

 

и

Р

 

 

уравнений равновесия для определения

 

 

 

 

 

 

4.

реакций опор А и В?

 

С

з

 

 

 

Записать уравнение, с помощью которого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

 

 

 

 

 

можно определить RB . Как направлена

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реакция стержня?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.4пИзогнутый стержень АВС находится под действием нагрузки так, как

показано на рисунке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

Q

40 Н;

G 120Н;

P 30 Н; a 2 м;

AB BC 4м; AK KB ;

 

Дано:

60 ; 30 .

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Рассмотреть равновесие стержня иответить на следующие вопросы:

Назвать типы связей для изогнутого стержня АВС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Чем определяется количественная харак-

 

 

В

 

 

 

 

 

 

теристика действия пары сил P, P на

Q

 

 

 

 

 

 

 

стержень с приложенными к нему актив-

90°

 

 

a

Р

 

G

3.

ными иреактивными силами.

 

 

 

 

 

 

Указать вид системы сил, приложенной к

K

 

 

Р

 

 

 

 

4.

стержню.

 

 

 

 

 

С

 

Записать уравнение, с помощью которого

А

 

 

 

 

 

 

 

 

можно определить yc .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Составная конструкция нагружена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и закреплена так, как изображеноУна ри-

 

 

 

 

 

 

 

 

сунке.

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Ответить на вопросыТ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Какой общий прием используется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

при решении задач на составные

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

конструкции?

Н

 

 

 

F1

 

 

 

 

 

 

2.

Определить реакцию в т. D.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Записать уравнения равновесия для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

60°

 

 

B

 

 

 

 

 

 

части составной конструк-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ц

(для АСВ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

второй

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зап сать момент силы F1 относи-

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тельно т. D.

 

3.2.6 На балку АС составн й к нструкции

АСВ действует пара сил P, P и

сила Q. На балку ВС дейс

 

равн мерно распределенная нагрузка интенсив-

ности q.

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

вует

 

 

Дано: Р=2 кН; Q =0,5 кН; q =3 кН/м;

 

 

 

 

 

 

 

B

 

30 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

1.

Назвать типы связей в опорах А и В. По-

 

 

 

 

з

 

 

 

 

казать на чертеже реакции связей.

 

 

 

 

 

 

 

2. Как следует расчленить конструкцию для

 

 

 

 

 

м

 

 

 

 

С

 

 

 

8

 

 

 

 

определения реакции RB ? Показать силы,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

действующие на АС и СВ после расчле-

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нения конструкции.

 

 

п

 

 

 

 

 

3.

 

м

 

 

 

Р

 

 

 

 

Составить

уравнения равновесия сил,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

действующих на АСиСВ.

е

 

 

 

 

 

 

 

 

3 2м

 

 

 

0,5м

 

 

 

4. Вычислить RB .

 

Р

Р

 

А

 

 

 

 

5.

Зная RB , найти наиболее просто МА.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

3.2.7 Конструкция состоит из жесткого угольника и стержня, которые в точ-

ке С соединены шарнирно. Конструкции нагружена так, как показано на рисунке.

Рассмотреть равновесие конструкции иответить на вопросы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Назвать виды

связей, дей-

 

А

 

 

 

 

 

 

 

ствующих

на конструкцию.

 

 

 

qmax

 

 

 

 

 

 

 

М

 

 

 

В

 

Изобразить на рисунке кон-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

струкцию и показать все си-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

лы, действующие на нее.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотреть

равновесие

 

 

60°

 

 

 

 

 

 

 

стержня АС. Записать урав-

 

 

 

С

 

 

D

 

 

K

 

нения равновесия, опреде-

 

 

 

 

Е

 

 

лить реакцию гладкойУстенки

 

 

 

 

 

 

 

и реакцию

соединительного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

шарнира С.

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Какое уравнение позволит

определить реакцию стержня ED? Запишите его (с учетом пункта 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

3.2.8 Конструкция составлена из жесткого угольника и стержня, соединен-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

ных шарниром С. Она нагружена так, как показано на рисунке. Рассмотреть рав-

новесие конструкции и ответить на вопросы.

 

 

 

 

 

1.

Как можно классифицировать силы, действующие на рассматриваемую си-

 

стему тел: жесткийугольник, сте жень?

й

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

Показать на рисунке все внешние силыи, действующие на конструкцию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

3. Записать уравне-

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

ние, которое поз-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

волит определить

 

 

 

q

 

 

 

т

 

 

 

RED .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Записать уравне-

 

 

 

 

 

и

 

 

 

Р

ния,

 

которые

 

 

 

 

з

 

 

 

 

позволяют опре-

 

 

 

 

 

 

 

В

 

 

 

 

 

 

 

делить

реакцию

 

 

С

 

 

 

D

 

 

шарнира С.

 

 

 

о

 

Е

 

 

 

5. Записать уравне-

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние,

 

позволяю-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щее

определить

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M A .

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.9 Составная конструкция нагружена и закреплена так, как изображено на

рисунке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21