- •Введение
- •1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СТАТИКИ
- •1.1. Понятие тела
- •1.2. Понятие силы
- •1.3. Понятие момента силы
- •1.4. Понятие связи и ее реакции
- •2.2. Упрощение произвольной системы сил
- •3.2. Равновесие произвольной плоской системы сил
- •3.3. Равновесие системы сил с учетом трения
- •3.4. Равновесие произвольной пространственной системы сил
- •ЛИТЕРАТУРА
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дано: |
|
Р =18 кН; |
q =3кН/м; |
|||
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М=40 |
кН/м; l1 6 м; l2 6 ; l3 0 м; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
h1 6 м; |
h2 4 м; |
30 ; a =3м; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
b 4 м. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Назвать типы связей в опорах А и С. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показать на чертеже реакции свя- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2. |
зей. |
|
|
|
|
|
||
b |
|
|
q |
|
|
|
h |
|
|
Расчленить конструкцию. Показать |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
силы, действующие на АВ и ВС по- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
сле расчленения конструкции. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
l1 |
|
l 2 |
|
|
l 3 |
|
|
Составить |
уравнения |
равновесия |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
сил, действующих на ВС и АВ. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычислить давление в опорах А иС, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а также усилие в шарнире В. |
||||||
|
|
|
|
3.3. Равновесие системы сил с учетом трения |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
При стремлении сдвинуть одно тело по поверхности другого в касательной |
|||||||||||||||||||
плоскости поверхностей этих тел возникают |
|
, препятствующиеБ |
движению. |
||||||||||||||||
Это явление называется трением. Разл чают трен е покоя, трение движения и |
|||||||||||||||||||
трение качения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
При трении покоя величина силы т ен я зав сит от действующих на тело |
|||||||||||||||||||
активных сил и может изменяться |
|
нуля до некоторого своего наибольшего |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
силы |
|
|
|
|
|||
значения. Сила трения покоя, люб е п евышение которой ведет к возникнове- |
|||||||||||||||||||
нию движения, называется наиб льшей силой трения покоя. |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|||
Величина этой силы, имеющей место в предельном положении покоя тела, |
|||||||||||||||||||
определяется по формуле |
|
|
от |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
тFсцmax f N , |
|
|
|
|
(18) |
|||||||
где f |
– коэффициент сцеплен я; N |
– сила нормального давления, прижимаю- |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
щая тела друг к другу. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Трение двухзтел, находящихся в относительном движении, называется тре- |
|||||||||||||||||||
нием движения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
о |
|
P |
|
Трение качения возникает при перекатыва- |
||||||||||||
|
|
п |
|
нии тела (катка) по поверхности другого тела и |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
обусловлено их деформацией. Вследствие этого |
||||||||||||||
h |
|
|
|
|
|
|
|
тела соприкасаются по некоторой площадке, а |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
N |
|
|
|
нормальная составляющая N |
полной реакции |
||||||||||||
|
|
|
G |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
опорной поверхности смещается от оси катка в |
|||||||||||||
|
F |
сц |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
сторону его движения. Величина смещения в |
|||||||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
предельном положении покоя называется коэф- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
фициентом трения качения и имеет размерность |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
длины. Сила N и вес катка G образуют пару сил с плечом , момент которой |
|||||||||||||||||||
M T N называется моментом трения качения. |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
Качение катка без скольжения будет иметь место, если |
|
||
Fсцmax P |
|
N . |
(19) |
|
h |
|
|
Методика решения задач на равновесие с учетом сил трения – такая же, как и при отсутствии трения. Однако в этом случае рассматривается предельное положение равновесия тела. Это позволяет по вышеприведенным зависимостям определить наибольшую силу трения покоя и момент трения и с учетом этого составить необходимые уравнения равновесия, соответствующие системе сил реакций и активных сил, действующих на тело.
3.3.1 |
|
|
|
|
|
|
Вопросы и задачи |
|
|
У |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Однородный брус весом G опирается |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
концом А на шероховатыйТгоризонталь- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ный пол, а концом В – на гладкую верти- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кальную стену. Коэффициент сцепления в |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
точке Аравен f. |
|
Н |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определить: |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
|
|
Б |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
реакции в точке В. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Вел ч ну этойреакции. |
|
||||
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
3. |
На |
меньшийугол φ, при котором воз- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
можно равновесие. |
|
|
|||
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Возможно ли равновесие, если пол бу- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Направление |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дет гладким, а стена – шероховатой? |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
3.3.2 На шероховатой накл нн й п д углом α к горизонту плоскости нахо- |
||||||||||||||||
дится в равновесии груз весом G, к которому приложена сила P , образующая с |
||||||||||||||||
плоскостью угол β. Коэфф ц |
о |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
сцепления равен f. |
|
|
|
||||||||||||
Определить: |
|
|
|
ент |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
иР |
|
|
|
1. |
|
|
|
|
|||||||
|
|
y |
|
|
|
|
|
Нормальную реакцию N плоско- |
||||||||
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
2. |
сти. |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
х |
Наибольшую силу трения покоя. |
|||||||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
3. |
Максимальное значение силы Р, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при котором груз будет оста- |
||||||
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ваться в равновесии. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Минимальное значение силы Р, |
||||||
е |
|
|
G |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
при котором груз будет оста- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ваться в равновесии. |
|
||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.3.3 Однородный стержень весом G и длинной l находится в равновесии, опираясь концом А на днище полуцилиндрического желоба. Коэффициент сцепления в точке А f A f , в точке В fB 0 .
23
|
|
|
|
|
|
l/4 |
|
|
|
Определить: |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
1. Направление реакции в точке В. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Направление полной реакции в точке |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
|
А. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Величину нормальной реакции в точ- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
ке А. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G |
|
Численные значения угла сцепления |
|||||||
|
|
|
А |
|
|
|
|
и коэффициент сцепления в точке А. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
3.3.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На барабан радиуса r намотан |
||
|
|
a |
|
|
|
b |
|
Р |
|
трос, к которому подвешенТгруз ве- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сом G. Груз удерживается в равно- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
весии с помощью тормоза. К рыча- |
||||
|
О |
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
гу ОА тормоза приложена сила Р |
|||||||
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
под углом α к вертикали. Коэффи- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
циент сцепления между тормозной |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ко |
|
|
и шкивом равен f. Радиус |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шк ва – R. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лодкой |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
|
Определить: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Равновесие какого тела следует |
||||
|
|
|
|
|
|
G |
|
|
и |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
рассмотреть для определения |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
величины силы нормального |
||||||
давления между тормозной к л дк й ишкивом? |
|
|
|
|
|||||||||||
2. Какое для этого нужно |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
ави ь уравнение равновесия? |
|
||||||||||||
3. |
Определить вел ч ну |
|
лы нормального давления N рычага на тормозной |
||||||||||||
|
шкив. |
|
|
|
сост |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4. |
Определить минимальноеизначение величины силы Р, при котором барабан не |
||||||||||||||
|
будет вращаться. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3.3.5 |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О ределить стержень АВ весом G 40 Н прикреплен шарнирно к неве- |
||||||||||||||
сомым ползунам Аи В. Коэффициент трения ползуна Ао направляющие f A f . |
|||||||||||||||
К ползуну В приложена сила Q 20 Н, направленная вверх. Механизм располо- |
|||||||||||||||
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жен в вертикальной плоскости. Трением ползуна Впренебречь. |
|
||||||||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
Q |
1. |
Определить: |
В |
Направление силы трения ползуна А о |
||
|
|
2. |
направляющие. |
|
|
Модуль нормальной реакции направля- |
|
|
|
3. |
ющих ползуна В. |
|
|
Модуль нормальной реакции направля- |
|
|
А |
4. |
ющих ползуна А. |
|
Величину коэффициента сцепления в |
||
60° |
60° |
|
направляющих ползуна А. |
3.3.6 |
Н |
Три кубика одинакового веса G расположены в вертикальнойУплоско- |
сти на двух наклонных плоскостях, образующих двугранный угол. Коэффициент |
||||||||||||||
сцепления между кубиками и наклонными плоскостями равен f. |
Т |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Определить: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нормальное давление N1 крайнего |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
G |
|
|
G |
|
|
|
кубика на наклонную плоскость в |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
момент вытаскивания среднего ку- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бика |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
. |
|
|
|
|
|
|
|
G |
|
|
|
среднему |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мент между средним и крайним ку- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
б ками. |
|
|
|
4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Отношение N2 к N1 при f 0,2 . |
||||
|
|
|
|
|
|
|
жить |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Какую силу Р нужно прил |
|
к |
|
кубику для того, чтобы его выта- |
||||||||||
|
щить? |
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|||
|
3.3.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Однородный ц л ндрический каток весом G =10 кН и радиусом |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
||
r =0,5м находится под действ ем силы P , приложенной под углом 30 к го- |
||||||||||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ризонту. |
Коэффициент |
сцепления |
между |
катком и опорной |
поверхностью |
|||||||||
f |
0,2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
Р |
|
|
1. |
Определить: |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Р |
|
|
|
|
|
Силу Р, необходимую для равномерного ка- |
||||||||
r |
|
|
|
|
|
|
2. |
чения катка. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Величину силы нормального давления катка |
||||||
|
е |
|
|
|
|
3. |
на поверхность. |
|
|
|||||
|
|
|
|
G |
|
|
|
|
Максимальную силу сцепления между кат- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ком и опорной поверхностью. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Будет ли наблюдаться при качении проскаль- |
зывание катка?
25