工程力学--静力学第4版_第四章

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工程力学 习题详解 第四章

工程力学 习题详解 第四章
i 1
n
mO ( R ) Rd M O (主矩)
———合力矩定理
M O ( R ) mO ( Fi )
n i 1
由于简化中心是任意选取的,故此式有普遍意义。 即:平面任意力系的合力对作用面内任一点之矩等于力系 中各力对于同一点之矩的代数和。
12
静力学
例题4-1
第4章 平面任意力系
F
A C B
Fx 0,
FAx FC cos 45 0 FAy FC sin 45 F 0 FC cos 45 l F 2l 0
Fy 0,
M A F 0,
解平衡方程可得
FC 2 F
D
cos 45 FAx FC cos 45 2 F 20 kN
组合梁AC和CE用铰链C相连,A端为固定端,E端 为活动铰链支座。受力如图所示。已知: l =8 m, F=5 kN,均布载荷集度q=2.5 kN/m,力偶矩的大小 M= 5 kN•m,试求固端A,铰链C和支座E的约束力。 F q B l/4
M E
A
H
C
l/4
D l/4
l/8 l/8
30
解: 1.取CE段为研究对象。受力分析如图。
例题4-5
如图所示为一悬臂梁,A为固定端,设梁上受强度
为q的均布载荷作用,在自由端B受一集中力F和一力偶
M作用,梁的跨度为l,求固定端的约束力。
q
A l
M
F
45
B
24
解:
取梁为研究对象,受力分析如图 由平衡方程
M F
45
q
A
Fx 0,
Fy 0,
FAx F cos 45 0

工程力学第4版答案

工程力学第4版答案

第一章习题下列习题中,凡未标出自重的物体,质量不计。

接触处都不计摩擦。

1-1试分别画出下列各物体的受力图。

1-2试分别画出下列各物体系统中的每个物体的受力图。

1-3试分别画出整个系统以及杆BD,AD,AB(带滑轮C,重物E和一段绳索)的受力图。

1-4构架如图所示,试分别画出杆HED,杆BDC及杆AEC的受力图。

1-5构架如图所示,试分别画出杆BDH,杆AB,销钉A及整个系统的受力图。

1-6构架如图所示,试分别画出杆AEB,销钉A及整个系统的受力图。

1-7构架如图所示,试分别画出杆AEB,销钉C,销钉A及整个系统的受力图。

1-8结构如图所示,力P作用在销钉C上,试分别画出AC,BCE及DEH 部分的受力图。

参考答案1-1解:1-2解:1-3解:1-4解:1-5解:1-6解:1-7解:1-8解:第二章习题参考答案2-1解:由解析法,故:2-2解:即求此力系的合力,沿OB建立x坐标,由解析法,有故:方向沿OB。

2-3解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。

(a)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(压力)(b)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(压力)(c)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(压力)(d)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(拉力)2-4解:(a)受力分析如图所示:由由(b)解:受力分析如图所示:由联立上二式,得:2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D,其封闭的力三角形如图示所以:(压力)(与X轴正向夹150度)2-6解:受力如图所示:已知,,由由2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由联立后,解得:由二力平衡定理2-8解:杆AB,AC均为二力杆,取A点平衡由联立上二式,解得:(受压)(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D,B点分别列平衡方程(1)取D点,列平衡方程由(2)取B点列平衡方程由2-10解:取B为研究对象:由取C为研究对象:由由联立上二式,且有解得:取E为研究对象:由故有:2-11解:取A点平衡:联立后可得:取D点平衡,取如图坐标系:由对称性及2-12解:整体受力交于O点,列O点平衡由联立上二式得:(压力)列C点平衡联立上二式得:(拉力)(压力)2-13解:(1)取DEH部分,对H点列平衡联立方程后解得:(2)取ABCE部分,对C点列平衡且联立上面各式得:(3)取BCE部分。

工程力学教材

工程力学教材

工程力学教材引言工程力学是一门研究物体受力及其运动规律的学科,对于工程师而言是一门基础且重要的学科。

工程力学教材旨在介绍工程力学的基本原理和应用,培养学生分析和解决工程问题的能力。

第一章:力的基本原理1.1 力的概念和分类•力的定义•力的分类:接触力、重力、弹力、摩擦力等1.2 力的矢量表示和合成•力的矢量表示:力的大小和方向•力的合成:向量的加法和减法1.3 力的分解•力的分解原理•重力分解、斜面上的力分解第二章:静力学2.1 平衡的条件•平衡的定义•平衡的条件:力的平衡、力矩的平衡2.2 载荷分析•载荷的定义•受力分析:静力系统的受力分析方法2.3 结构分析•框架结构分析方法•特殊结构:悬臂梁、悬链线、桁架等第三章:运动学3.1 质点运动学•质点运动的描述:位移、速度和加速度•运动规律:牛顿第二定律、动量定理、功和能量定理3.2 刚体运动学•刚体的定义•刚体的运动:平动、转动、复合运动第四章:动力学4.1 质点动力学•质点的受力分析•动力学方程:牛顿第二定律、动能定理、动量定理4.2 刚体动力学•刚体的受力分析•刚体的动力学方程:转动惯量、转动定律第五章:静力学5.1 不变曲面的力学基本方程•向量代数的基本原理•坐标系的选择5.2 应力张量和应变张量•应力张量的描述和表示•应变张量的描述和表示5.3 边界条件及相应的解法•边界条件的定义和分类•边界值问题的解法结论工程力学是工程学科中的基础学科,对于工程师而言具有重要的意义。

通过学习工程力学教材,学生可以从力的基本原理、静力学、运动学、动力学以及静力学等方面深入理解工程力学的基本概念和原理,培养分析和解决工程问题的能力,为日后的工程实践打下坚实的基础。

工程力学第4版答案

工程力学第4版答案

第一章习题下列习题中,凡未标出自重的物体,质量不计。

接触处都不计摩擦。

1-1试分别画出下列各物体的受力图。

1-2试分别画出下列各物体系统中的每个物体的受力图。

1-3试分别画出整个系统以及杆BD,AD,AB(带滑轮C,重物E和一段绳索)的受力图。

1-4构架如图所示,试分别画出杆HED,杆BDC及杆AEC的受力图。

1-5构架如图所示,试分别画出杆BDH,杆AB,销钉A及整个系统的受力图。

1-6构架如图所示,试分别画出杆AEB,销钉A及整个系统的受力图。

1-7构架如图所示,试分别画出杆AEB,销钉C,销钉A及整个系统的受力图。

1-8结构如图所示,力P作用在销钉C上,试分别画出AC,BCE及DEH 部分的受力图。

参考答案1-1解:1-2解:1-3解:1-4解:1-5解:1-6解:1-7解:1-8解:第二章习题参考答案2-1解:由解析法,故:2-2解:即求此力系的合力,沿OB建立x坐标,由解析法,有故:方向沿OB。

2-3解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。

(a)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(压力)(b)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(压力)(c)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(压力)(d)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(拉力)2-4解:(a)受力分析如图所示:由由(b)解:受力分析如图所示:由联立上二式,得:2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D,其封闭的力三角形如图示所以:(压力)(与X轴正向夹150度)2-6解:受力如图所示:已知,,由由2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由联立后,解得:由二力平衡定理2-8解:杆AB,AC均为二力杆,取A点平衡由联立上二式,解得:(受压)(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D,B点分别列平衡方程(1)取D点,列平衡方程由(2)取B点列平衡方程由2-10解:取B为研究对象:由取C为研究对象:由由联立上二式,且有解得:取E为研究对象:由故有:2-11解:取A点平衡:联立后可得:取D点平衡,取如图坐标系:由对称性及2-12解:整体受力交于O点,列O点平衡由联立上二式得:(压力)列C点平衡联立上二式得:(拉力)(压力)2-13解:(1)取DEH部分,对H点列平衡联立方程后解得:(2)取ABCE部分,对C点列平衡且联立上面各式得:(3)取BCE部分。

工程力学 课后习题答案 第四版 北京师范大学 东北大学

工程力学 课后习题答案 第四版 北京师范大学 东北大学

第一章静力学的基本概念受力图2-1解:由解析法,23cos 80RX F X P P Nθ==+=∑12sin 140RY F Y P P Nθ==+=∑故:22161.2R RX RY F F F N=+=1(,)arccos2944RYR RF F P F '∠==2-2解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有123cos45cos453RX F X P P P KN ==++=∑13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑故: 223R RX RY F F F KN=+= 方向沿OB 。

2-3 解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。

(a ) 由平衡方程有:0X =∑sin 300AC AB F F -=0Y =∑cos300AC F W -=0.577AB F W=(拉力)1.155AC F W=(压力)(b ) 由平衡方程有:0X =∑cos 700AC AB F F -=0Y =∑sin 700AB F W -=1.064AB F W=(拉力)0.364AC F W=(压力)(c ) 由平衡方程有:0X =∑cos 60cos300AC AB F F -=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=0.5AB F W= (拉力)0.866AC F W=(压力)(d ) 由平衡方程有:0X =∑sin 30sin 300AB AC F F -=0Y =∑cos30cos300AB AC F F W +-=0.577AB F W= (拉力)0.577AC F W= (拉力)2-4 解:(a )受力分析如图所示:由x =∑ 22cos 45042RA F P -=+15.8RA F KN∴=由Y =∑ 22sin 45042RA RB F F P +-=+7.1RB F KN∴=(b)解:受力分析如图所示:由x =∑3cos 45cos 45010RA RB F F P ⋅--=0Y =∑1sin 45sin 45010RA RB F F P ⋅+-=联立上二式,得:22.410RA RB F KN F KN==2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D ,其封闭的力三角形如图示所以:5RA F KN= (压力)5RB F KN=(与X 轴正向夹150度)2-6解:受力如图所示:已知,1R F G = ,2AC F G =由x =∑cos 0AC r F F α-=12cos G G α∴=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=22221sin N F W G W G G α∴=-⋅=--2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由x =∑cos 45cos 450RA CB P F F --=0Y =∑sin 45sin 450CBRA F F '-=联立后,解得:0.707RA F P=0.707RB F P=由二力平衡定理0.707RB CB CBF F F P '===2-8解:杆AB ,AC 均为二力杆,取A 点平衡由x =∑cos 60cos300AC AB F F W ⋅--=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=联立上二式,解得:7.32AB F KN=-(受压)27.3AC F KN=(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D ,B 点分别列平衡方程(1)取D 点,列平衡方程由x =∑sin cos 0DB T W αα-=DB T Wctg α∴==(2)取B 点列平衡方程:由0Y =∑sin cos 0BDT T αα'-=230BD T T ctg Wctg KN αα'∴===2-10解:取B 为研究对象:由0Y =∑sin 0BC F P α-=sin BC P F α∴=取C 为研究对象:由x =∑cos sin sin 0BCDC CE F F F ααα'--=由0Y =∑ sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式,且有BCBC F F '= 解得:2cos 12sin cos CE P F ααα⎛⎫=+⎪⎝⎭取E 为研究对象:由0Y =∑ cos 0NH CEF F α'-=CECE F F '= 故有:22cos 1cos 2sin cos 2sin NH P PF ααααα⎛⎫=+= ⎪⎝⎭2-11解:取A 点平衡:x =∑sin 75sin 750AB AD F F -=0Y =∑cos 75cos 750AB AD F F P +-=联立后可得: 2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡,取如图坐标系:x =∑cos5cos800ADND F F '-=cos5cos80ND ADF F '=⋅由对称性及 ADAD F F '=cos5cos5222166.2cos80cos802cos 75N ND AD PF F F KN'∴===⋅=2-12解:整体受力交于O 点,列O 点平衡由x =∑cos cos300RA DC F F P α+-=0Y =∑sin sin 300RA F P α-=联立上二式得:2.92RA F KN=1.33DC F KN=(压力) 列C 点平衡x =∑405DC AC F F -⋅=0Y =∑ 305BC AC F F +⋅=联立上二式得: 1.67AC F KN=(拉力)1.0BC F KN=-(压力)2-13解:(1)取DEH 部分,对H 点列平衡x =∑05RD REF F '= 0Y =∑05RD F Q -=联立方程后解得: 5RD F Q =2REF Q '=(2)取ABCE 部分,对C 点列平衡x =∑cos 450RE RA F F -=0Y =∑sin 450RB RA F F P --=且RE REF F '=联立上面各式得: 22RA F Q =2RB F Q P=+(3)取BCE 部分。

工程力学第4版(静力学)答案

工程力学第4版(静力学)答案

2-15 解: FNA , FND 和 P 构成作用于 AB 的汇交力系,由几何关系:
FCE

P 2

cos sin2

1 cos

FNH FCE cos 0
又 FCE FCE
FNH

P 2

cos sin2

1 cos

cos

P 2sin2
工程力学(第四版)--静力学 北京科技大学、东北大学
2-6 解:受力如图所示:
已知, FR G1 , FAC G2
由 x 0 FAC cos Fr 0
cos G1 G2
由 Y 0 FAC sin FN W 0
FN W G2 sin W G22 G12
3 10

FRB
cos 45
P cos 45
0
1
Y 0 FRA 10 FRB sin 45 P sin 45 0
联立上二式,得:
FRA 22.4KN FRB 10KN
2-5 解:几何法:系统受力如图所示
三力汇交于点 D,其封闭的力三角形如图示 所以: FRA 5KN (压力) FRB 5KN (与 X 轴正向夹 150 度)
1-4 构架如图所示,试分别画出杆 HED,杆 BDC 及杆 AEC 的受力图。 1-5 构架如图所示,试分别画出杆 BDH,杆 AB,销钉 A 及整个系统的 受力图。 1-6 构架如图所示,试分别画出杆 AEB,销钉 A 及整个系统的受力图。 1-7 构架如图所示,试分别画出杆 AEB,销钉 C,销钉 A 及整个系统的 受力图。
故: FR FRX 2 FRY 2 161.2N

工程力学唐静静第四版pdf

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工程力学是一门研究物体受力及运动规律的学科,是工程学的基础课程之一。

而《工程力学》唐静静第四版是一本深入浅出的教材,旨在帮助学生掌握工程力学的基本理论和方法。

本书内容全面,涵盖了静力学、动力学和弹性力学等多个方面的知识,适合作为工程力学课程的教材使用。

在学习工程力学的过程中,静力学是最基础的部分之一。

它主要研究物体在静止状态下受力的平衡条件,包括平衡力和力矩的概念,以及应用力学原理解决实际问题的方法。

学习静力学需要掌握平衡力的计算方法和力的合成分解技巧,这些技能是解决工程实际问题的基础。

而动力学则是研究物体在运动状态下受力和加速度之间的关系。

学习动力学需要理解牛顿三定律和动量守恒定律等基本概念,以及掌握运动学和动力学的数学表达式。

通过学习动力学,可以分析物体的运动规律,预测物体的位置和速度,为工程设计和实践提供依据。

在弹性力学方面,本书也有详细的介绍。

弹性力学是研究物体在受外力作用下产生形变和应力的学科,它是工程结构设计和材料力学的基础。

学习弹性力学需要了解应力应变关系、弹性模量和材料的力学性能等知识,以及掌握弹性体的应力分析方法和弯曲挠度计算等技术。

总的来说,《工程力学》唐静静第四版是一本全面系统的教材,内容丰富,结构清晰,适合工程力学专业的学生使用。

通过学习这本教材,可以帮助学生建立起扎实的工程力学基础,提高解决工程实际问题的能力,为将来的工程实践打下坚实的基础。

希望学习者能够认真学习,掌握好工程力学的基本原理和方法,努力提高自己的专业水平,为工程事业的发展做出贡献。

工程力学(静力学与材料力学)习题(4) -桁架与摩擦

工程力学(静力学与材料力学)习题(4) -桁架与摩擦

习题4-4图习题4-3图习题4-2图 习题4-1图 工程力学(静力学与材料力学)习题第4章 桁架与摩擦问题4-1 塔式桁架如图所示,已知载荷F P 和尺寸d 、l 。

试求杆1、2、3的受力。

4-2 桁架的载荷和尺寸如图所示。

试求杆BH 、CD 和GD 的受力。

4-3 试判断图示结构中所有零杆。

4-4 图示桁架的两部分用铰链K 连接,在铰链K 上作用有集中载荷F P = 10kN 。

试求各杆受力。

∴ 77.5-======CA GC KG DB HD KH F F F F F F kN (压)其余各杆受力均为零。

4-5 已知重W的物体及图示结构的尺寸。

试求杆件CF、CG的受力。

习题4-5图4-6 图示构件AE和EQ铰接在一起做成一个广告牌。

它承受给定的分布风载。

试求每个二力杆件的受力。

习题4-6图4-7 K形桁架的尺寸如图所示,已知载荷F P。

试求杆1、2受力。

F R A习题4-7图4-8 图示结构由等长构件AE、EG、BD、DK及杆DE铰接而成。

C、H分别为各等长构件的中点。

已知载荷F P。

试问这是桁架结构吗?若要求杆DE受力,可否用图示的截面法求解?习题4-8图4-9 桁架的载荷和尺寸如图所示,试求杆DE、AB和AD的受力。

解:1.整体F R G习题4-9图4-10 组合桁架由ADF和KHF两部分用铰链F连接而成。

桁架的载荷和尺寸如图所示。

试求EF和CF两杆的受力。

F AxF Ay习题4-10图4-11 图示桁架的载荷F P和尺寸d均为已知。

试求杆件FK和JO的受力。

习题4-11图4-12 图示桁架所受的载荷F P和尺寸d均为已知。

试求杆1、2、3受力。

习题4-12图4-13 复杂桁架的结构、尺寸和载荷如图所示。

试求AB 杆受力。

习题4-15图习题4-13图习题4-14图 习题4-16图 O4-14 平面桁架的结构、尺寸和载荷如图所示。

为了求杆1、2和3的受力,试确定计算方案。

(设2a EF AB ==,a DE CD BC ===)4-15 一叠纸片按图示形状堆叠,其露出的自由端用纸粘连,成为两叠彼此独立的纸本A 和B 。

东北大学版工程力学第四版静力学第四章

东北大学版工程力学第四版静力学第四章

合力 合力偶
§4-3 平面一般力系向作用面内一点简化 主矢与主矩
二、主矢与主矩的定义
力线平移定理将平面一般力系分解为两个力系: 平面汇交力系,平面力偶系。
主矢 FR Fi
主矩 M O M O ( Fi )
主矢与简化中心无关,而主矩一般与简化中心有关。
§4-3 平面一般力系向作用面内一点简化 主矢与主矩
对同一点的矩代数和。
F2 y
x2
MO1 x1F1y y1F1x y1 F1 y1F1
y2
y1
F2 x
MO2 x2 F2 y y2 F2 x
M
o
( Fi ) ( xi Fiy yi Fix )
§4-3 平面一般力系向作用面内一点简化 主矢与主矩
主矢、主矩的计算 FRx Fix Fix Fx FRy Fiy Fiy Fy
M O M O ( Fi )
§4-5 平面一般力系的平衡条件与平衡方程
一、平面一般力系的平衡条件 因为
FR ( Fx ) 2 ( Fy ) 2
M O M O ( Fi )
Fx 0 Fy 0 M o 0
平面任意力系的平衡方程

X A T cos 0 l T sin l P Qa 0 A 2 l Q l a P YA l 0 2 l T sin l P Qa 0 y 2 l X A YA Q l a P YA l 0 2 A l X A tan l P Q a 0 2
§4-4 简化结果的分析 合力矩定理

工程力学第四版张秉荣主编课后习题解析

工程力学第四版张秉荣主编课后习题解析

1-1、已知:F1=2000N,F2=150N,F3=200N,F4=100N,各力的方向如图1-1所示。

试求各力在x、y轴上的投影。

解题提示计算方法:F x= + F cosαF y= + F sinα注意:力的投影为代数量;式中:F x、F y的“+”的选取由力F的指向来确定;α为力F与x轴所夹的锐角。

图1-11-2、铆接薄钢板在孔A、B、C、D处受四个力作用,孔间尺寸如图1-2所示。

已知:F1=50N,F2=100N,F3=150N,F4=220N,求此汇交力系的合力。

解题提示——计算方法。

一、解析法F R x=F1x+F2x+……+F n x=∑F xF R y=F1y+F2y+……+F ny=∑F yF R = √ F R x2+ F R y2tanα=∣F R y/ F R x∣二、几何法按力多边形法则作力多边形,从图1-2图中量得F R的大小和方向。

1-3、求图1-3所示各种情况下力F对点O的力矩。

图1-3解题提示——计算方法。

①按力矩的定义计算M O(F)= + Fd②按合力矩定理计算M O(F)= M O(F x)+M O(F y)1-4、求图1-4所示两种情况下G与F对转心A之矩。

解题提示此题按合力矩定理计算各力矩较方便、简捷。

以图1-4a为例:力F、G至A点的距离不易确定,如按力矩的定义计算力矩图1-4既繁琐,又容易出错。

若将力F、G分别沿矩形两边长方向分解,则各分力的力臂不需计算、一目了然,只需计算各分力的大小,即可按合力矩定理计算出各力的力矩。

M A(F)= -F cosαb- F sinαaM A(G)= -G cosαa/2 - G sinαb/21-5、如图1-5所示,矩形钢板的边长为a=4m,b=2m,作用力偶M(F,F′)。

当F=F′=200N时,才能使钢板转动。

试考虑选择加力的位置与方向才能使所费力为最小而达到使钢板转一角度的目的,并求出此最小力的值。

解题提示力偶矩是力偶作用的唯一度量。

【工程力学 课后习题及答案全解】第4章 刚体静力学专题习题解

【工程力学 课后习题及答案全解】第4章 刚体静力学专题习题解

工程力学(1)习题全解第4章 刚体静力学专题4-1 塔式桁架如图所示,已知载荷F P 和尺寸d 、l 。

试求杆1、2、3的受力。

解:截面法,受力如图(a ) dl=αtan ,22cos dl d +=α0=∑x F ,0cos 2P =−αF FP 222F dd l F +=(拉) 0=∑AM ,02P 1=⋅−l F d FP 12F dlF =(拉)0=∑y F ,0sin 231=++αF F FP 33F dlF −=(压)4-2 图示构件AE 和EQ 铰接在一起做成一个广告牌。

它承受给定的分布风载。

试求解:(1)先将分布载荷合成于E 点88894.2)7.7402963(8.47.740=×−+×=F N由节点C ,显然 F CQ = 0 (1) (2)截面法,图(a )0=∑D M ,08.4538.4=××+×−QG F F ,F QG = 14815 N (拉) (2)0=∑B M ,F QD = 00=∑y F ,054=+×BC QG F F ,11852−=BC F N (压) (3) (3)截面法,图(b )习题4-3图习题4-4图0=∑E M ,08.04.2)7.7402963(212.14.27.7404.253=××−−××−××−AB F2963−=AB F N (压) (4) (4)节点B ,图(c )0=∑y F ,05454=−−′BQ BC AB F F F ,05411852296354=−+×−BQ F F BQ = 11852 N (拉)(5)0=∑x F ,0)(53=++′BE BQ ABF F F ,0)118522963(53=++−BE F ,5333−=BE F N (压) (6) 又 11852−==BC CD F F N (压)(7)4-3 桁架的载荷和尺寸如图所示。

工程力学第4版(静力学)问题详解

工程力学第4版(静力学)问题详解

第一章习题下列习题中,凡未标出自重的物体,质量不计。

接触处都不计摩擦。

1-1试分别画出下列各物体的受力图。

1-2试分别画出下列各物体系统中的每个物体的受力图。

1-3试分别画出整个系统以及杆BD,AD,AB(带滑轮C,重物E和一段绳索)的受力图。

1-4构架如图所示,试分别画出杆HED,杆BDC及杆AEC的受力图。

1-5构架如图所示,试分别画出杆BDH,杆AB,销钉A及整个系统的受力图。

1-6构架如图所示,试分别画出杆AEB,销钉A及整个系统的受力图。

1-7构架如图所示,试分别画出杆AEB,销钉C,销钉A及整个系统的受力图。

1-8结构如图所示,力P作用在销钉C上,试分别画出AC,BCE及DEH部分的受力图。

参考答案1-1解:1-2解:1-3解:1-4解:1-5解:1-6解:1-7解:1-8解:第二章 习题参考答案2-1解:由解析法,23cos 80RX F X P P Nθ==+=∑12sin 140RY F Y P P Nθ==+=∑故:161.2R F N==1(,)arccos2944RYR RF F P F '∠==2-2解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有123cos45cos453RX F X P P P KN==++=∑13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑故: 3R F KN==方向沿OB 。

2-3解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。

(a ) 由平衡方程有:0X =∑sin 300ACAB FF -=0Y =∑cos300ACFW -=联立上二式,解得:0.577AB F W =(拉力)1.155AC F W=(压力)(b ) 由平衡方程有:0X =∑cos 700ACAB F F -=0Y =∑sin 700ABFW -=联立上二式,解得:1.064AB F W=(拉力)0.364AC F W=(压力)(c ) 由平衡方程有:0X =∑cos 60cos300ACAB FF -=0Y =∑sin 30sin 600ABAC FF W +-=联立上二式,解得:0.5AB F W=(拉力)0.866AC F W=(压力)(d ) 由平衡方程有:0X =∑sin 30sin 300ABAC FF -=0Y =∑cos30cos300ABAC FF W +-=联立上二式,解得:0.577AB F W =(拉力)0.577AC F W=(拉力)2-4解:(a )受力分析如图所示:由0x =∑ cos 450RA F P =15.8RA F KN∴=由Y =∑ sin 450RA RB F F P +-=7.1RB F KN∴=(b)解:受力分析如图所示:由0x =∑cos 45cos 450RA RB F F P -= 0Y =∑sin 45sin 450RA RB F F P +-=联立上二式,得:22.410RA RB F KN F KN==2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D ,其封闭的力三角形如图示所以: 5RA F KN=(压力)5RB F KN=(与X 轴正向夹150度)2-6解:受力如图所示:已知,1R F G = ,2AC F G =由x =∑cos 0AC r F F α-=12cos G G α∴=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=2sin N F W G W α∴=-⋅=2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由x =∑cos 45cos 450RA CB P F F --=0Y =∑sin 45sin 450CBRA F F '-=联立后,解得:0.707RA F P=0.707RB F P=由二力平衡定理 0.707RB CB CBF F F P '===2-8解:杆AB ,AC 均为二力杆,取A 点平衡由x =∑cos 60cos300AC AB F F W ⋅--=0Y =∑sin 30sin 600ABAC FF W +-=联立上二式,解得:7.32AB F KN =-(受压)27.3AC F KN=(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D ,B 点分别列平衡方程(1)取D 点,列平衡方程由x =∑sin cos 0DB T W αα-=DB T Wctg α∴==(2)取B 点列平衡方程由0Y =∑ sin cos 0BDT T αα'-=230BDT T ctg Wctg KN αα'∴===2-10解:取B 为研究对象:由0Y =∑ sin 0BC F P α-=sin BC PF α∴=取C 为研究对象:由x =∑cos sin sin 0BCDC CE F F F ααα'--=由0Y =∑ sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式,且有BCBC F F '= 解得:2cos 12sin cos CE P F ααα⎛⎫=+⎪⎝⎭取E 为研究对象:由0Y =∑ cos 0NH CEF F α'-=CECE F F '=故有:22cos 1cos 2sin cos 2sin NH P PF ααααα⎛⎫=+= ⎪⎝⎭2-11解:取A 点平衡:0x =∑sin 75sin 750ABAD FF -=0Y =∑cos 75cos 750ABAD FF P +-=联立后可得:2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡,取如图坐标系:0x =∑cos5cos800ADND F F '-=cos5cos80ND ADF F '=⋅由对称性及ADAD F F '=cos5cos5222166.2cos80cos802cos 75N ND AD PF F F KN'∴===⋅=2-12解:整体受力交于O 点,列O 点平衡由x=∑cos cos300RA DCF F Pα+-=Y=∑sin sin300RAF Pα-=联立上二式得:2.92RAF KN=1.33DCF KN=(压力)列C点平衡x=∑405DC ACF F-⋅=Y=∑305BC ACF F+⋅=联立上二式得:1.67ACF KN=(拉力)1.0BCF KN=-(压力)2-13解:(1)取DEH 部分,对H 点列平衡0x =∑0RD REF F '-=Y =∑0RD F Q -=联立方程后解得: RD F =2REF Q '=(2)取ABCE 部分,对C 点列平衡0x =∑cos 450RERA FF -= 0Y =∑sin 450RBRA FF P --=且RE REF F '=联立上面各式得:RA F =2RB F Q P=+(3)取BCE 部分。

工程力学第四版课后习题答案

工程力学第四版课后习题答案

工程力学第四版课后习题答案工程力学第四版课后习题答案工程力学是一门研究物体静力学和动力学的学科,是工程学的基础课程之一。

通过学习工程力学,可以帮助我们理解和解决各种工程问题。

而课后习题则是巩固和应用所学知识的重要方式。

本文将为读者提供工程力学第四版课后习题的答案,希望能够帮助大家更好地掌握这门学科。

第一章:力的基本概念1. 一个物体的质量是5kg,重力加速度为9.8m/s²,求其重力。

答案:重力 = 质量× 重力加速度= 5kg × 9.8m/s² = 49N2. 一个力的大小为20N,方向与x轴夹角为30°,求其在x轴上的分力。

答案:在x轴上的分力 = 力的大小× cos(夹角) = 20N × cos(30°) ≈ 17.32N第二章:力的作用效果1. 一个物体受到两个力的作用,一个力的大小为10N,方向与x轴正向夹角为30°;另一个力的大小为15N,方向与x轴正向夹角为60°。

求物体所受合力的大小和方向。

答案:合力的x分力= 10N × cos(30°) + 15N × cos(60°) ≈ 17.32N合力的y分力= 10N × sin(30°) + 15N × sin(60°) ≈ 23.09N合力的大小= √(合力的x分力² + 合力的y分力²) ≈ 28.35N合力的方向 = arctan(合力的y分力 / 合力的x分力) ≈ 53.13°第三章:力的分解与合成1. 一个力的大小为30N,方向与x轴夹角为45°,求其在x轴和y轴上的分力。

答案:在x轴上的分力 = 力的大小× cos(夹角) = 30N × cos(45°) ≈ 21.21N在y轴上的分力 = 力的大小× sin(夹角) = 30N × sin(45°) ≈ 21.21N2. 一个物体受到两个力的作用,一个力的大小为20N,方向与x轴正向夹角为60°;另一个力的大小为15N,方向与x轴正向夹角为45°。

工程力学第4版答案

工程力学第4版答案

第一章习题下列习题中,凡未标出自重的物体,质量不计。

接触处都不计摩擦。

1-1试分别画出下列各物体的受力图。

1-2试分别画出下列各物体系统中的每个物体的受力图。

1-3试分别画出整个系统以及杆BD,AD,AB(带滑轮C,重物E和一段绳索)的受力图。

1-4构架如图所示,试分别画出杆HED,杆BDC及杆AEC的受力图。

1-5构架如图所示,试分别画出杆BDH,杆AB,销钉A及整个系统的受力图。

1-6构架如图所示,试分别画出杆AEB,销钉A及整个系统的受力图。

1-7构架如图所示,试分别画出杆AEB,销钉C,销钉A及整个系统的受力图。

1-8结构如图所示,力P作用在销钉C上,试分别画出AC,BCE及DEH 部分的受力图。

参考答案1-1解:1-2解:1-3解:1-4解:1-5解:1-6解:1-7解:1-8解:第二章习题参考答案2-1解:由解析法,故:2-2解:即求此力系的合力,沿OB建立x坐标,由解析法,有故:方向沿OB。

2-3解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。

(a)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(压力)(b)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(压力)(c)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(压力)(d)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(拉力)2-4解:(a)受力分析如图所示:由由(b)解:受力分析如图所示:由联立上二式,得:2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D,其封闭的力三角形如图示所以:(压力)(与X轴正向夹150度)2-6解:受力如图所示:已知,,由由2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由联立后,解得:由二力平衡定理2-8解:杆AB,AC均为二力杆,取A点平衡由联立上二式,解得:(受压)(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D,B点分别列平衡方程(1)取D点,列平衡方程由(2)取B点列平衡方程由2-10解:取B为研究对象:由取C为研究对象:由由联立上二式,且有解得:取E为研究对象:由故有:2-11解:取A点平衡:联立后可得:取D点平衡,取如图坐标系:由对称性及2-12解:整体受力交于O点,列O点平衡由联立上二式得:(压力)列C点平衡联立上二式得:(拉力)(压力)2-13解:(1)取DEH部分,对H点列平衡联立方程后解得:(2)取ABCE部分,对C点列平衡且联立上面各式得:(3)取BCE部分。

工程力学第4版答案

工程力学第4版答案

第一章习题下列习题中,凡未标出自重的物体,质量不计。

接触处都不计摩擦。

1-1试分别画出下列各物体的受力图。

1-2试分别画出下列各物体系统中的每个物体的受力图。

1-3试分别画出整个系统以及杆BD,AD,AB(带滑轮C,重物E和一段绳索)的受力图。

1-4构架如图所示,试分别画出杆HED,杆BDC及杆AEC的受力图。

1-5构架如图所示,试分别画出杆BDH,杆AB,销钉A及整个系统的受力图。

1-6构架如图所示,试分别画出杆AEB,销钉A及整个系统的受力图。

1-7构架如图所示,试分别画出杆AEB,销钉C,销钉A及整个系统的受力图。

1-8结构如图所示,力P作用在销钉C上,试分别画出AC,BCE及DEH 部分的受力图。

参考答案1-1解:1-2解:1-3解:1-4解:1-5解:1-6解:1-7解:1-8解:第二章习题参考答案2-1解:由解析法,故:2-2解:即求此力系的合力,沿OB建立x坐标,由解析法,有故:方向沿OB。

2-3解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。

(a)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(压力)(b)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(压力)(c)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(压力)(d)由平衡方程有:联立上二式,解得:(拉力)(拉力)2-4解:(a)受力分析如图所示:由由(b)解:受力分析如图所示:由联立上二式,得:2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D,其封闭的力三角形如图示所以:(压力)(与X轴正向夹150度)2-6解:受力如图所示:已知,,由由2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由联立后,解得:由二力平衡定理2-8解:杆AB,AC均为二力杆,取A点平衡由联立上二式,解得:(受压)(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D,B点分别列平衡方程(1)取D点,列平衡方程由(2)取B点列平衡方程由2-10解:取B为研究对象:由取C为研究对象:由由联立上二式,且有解得:取E为研究对象:由故有:2-11解:取A点平衡:联立后可得:取D点平衡,取如图坐标系:由对称性及2-12解:整体受力交于O点,列O点平衡由联立上二式得:(压力)列C点平衡联立上二式得:(拉力)(压力)2-13解:(1)取DEH部分,对H点列平衡联立方程后解得:(2)取ABCE部分,对C点列平衡且联立上面各式得:(3)取BCE部分。

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工程力学--静力学第4版_第四章4-1 已知F1=60N ,F2=80N ,F3=150N ,m=100N.m ,转向为逆时针,θ=30°图中距离单位为m 。

试求图中力系向O 点简化结果及最终结果。

4-2 已知物体所受力系如图所示,F=10Kn ,m=20kN.m ,转向如图。

(a )若选择x 轴上B 点为简化中心,其主矩LB=10kN.m ,转向为顺时针,试求B 点位置及主矢R ’。

(b )若选择CD 线上E 点为简化中心,其主矩LE=30kN.m ,转向为顺时针,α=45°,试求位于CD 直线上E 点位置及主矢R ’。

4-3 试求下列各梁或刚架支座反力。

解:(a ) 受力如图由∑MA=0 FRB •3a-Psin30°•2a-Q •a=0 ∴FRB=(P+Q )/3 由 ∑x=0 FAx-Pcos30°=0 ∴FAx=32P由∑Y=0 FAy+FRB-Q-Psin30°=0 ∴FAy=(4Q+P )/64-4 高炉上料斜桥,其支承情况可简化为如图所示,设A 和B 为固定铰,D 为中间铰,料车对斜桥总压力为Q ,斜桥(连同轨道)重为W ,立柱BD 质量不计,几何尺寸如图示,试求A 和B 支座反力。

4-5 齿轮减速箱重W=500N ,输入轴受一力偶作用,其力偶矩m1=600N.m ,输出轴受另一力偶作用,其力偶矩m2=900N.m ,转向如图所示。

试计算齿轮减速箱A 和B 两端螺栓和地面所受力。

4-6 试求下列各梁支座反力。

(a) (b)4-7 各刚架载荷和尺寸如图所示,图c中m2>m1,试求刚架各支座反力。

4-8 图示热风炉高h=40m,重W=4000kN,所受风压力可以简化为梯形分布力,如图所示,q1=500kN/m,q2=2.5kN/m。

可将地基抽象化为固顶端约束,试求地基对热风炉反力。

4-9 起重机简图如图所示,已知P、Q、a、b及c,求向心轴承A及向心推力轴承B反力。

4-10 构架几何尺寸如图所示,R=0.2m,P=1kN。

E为中间铰,求向心轴承A反力、向心推力轴承B反力及销钉C对杆ECD反力。

4-11 图示为连续铸锭装置中钢坯矫直辊。

钢坯对矫直辊作用力为一沿辊长分布均布力q,已知q=1kN/mm,坯宽1.25m。

试求轴承A和B反力。

4-12 立式压缩机曲轴曲柄EH转到垂直向上位置时,连杆作用于曲柄上力P最大。

现已知P=40kN,飞轮重W=4kN。

求这时轴承A和B反力。

4-13 汽车式起重机中,车重W1=26kN,起重臂CDE重G=4.5kN,起重机旋转及固定部分重W2=31kN,作用线通过B点,几何尺寸如图所示。

这时起重臂在该起重机对称面内。

求最大起重量Pmax。

4-14 平炉送料机由跑车A及走动桥B所组成,跑车装有轮子,可沿桥移动。

跑车下部装有一倾覆操纵柱D,其上装有料桶C。

料箱中载荷Q=15 kN,力Q与跑车轴线OA距离为5m,几何尺寸如图所示。

如欲保证跑车不致翻倒,试问小车连同操纵柱重量W最小应为多少?4-15 两根位于垂直平面内均质杆底端彼此相靠地搁在光滑地板上,其上端则靠在两垂直且光滑墙上,质量分别为P1与P2。

求平衡时两杆水平倾角α1与α2关系。

4-16 均质细杆AB重P,两端与滑块相连,滑块A和B可在光滑槽内滑动,两滑块又通过滑轮C用绳索相互连接,物体系处于平衡。

(a)用P和θ表示绳中张力T;(b)当张力T=2P时θ值。

4-17 已知a,q和m,不计梁重。

试求图示各连续梁在A、B和C处约束反力。

4-18 各刚架载荷和尺寸如图所示,不计刚架质量,试求刚架上各支座反力。

4-19 起重机在连续梁上,已知P=10kN,Q=50kN,不计梁质量,求支座A、B和D反力。

4-20 箱式电炉炉体结构如图a所示。

D为炉壳,E为炉顶拱,H为绝热材料,I为边墙,J为搁架。

在实际炉子设计中,考虑到炉子在高温情况下拱顶常产生裂缝,可将炉拱简化成三铰拱,如图b所示。

已知拱顶是圆弧形,跨距l=1.15m,拱高h=0.173m,炉顶重G=2kN。

试求拱脚A和B处反力。

4-21 图示厂房房架是由两个刚架AC和BC用铰链连接组成,A与B两铰链固结于地基,吊车梁宰房架突出部分D和E上,已知刚架重G1=G2=60kN,吊车桥重Q=10kN,风力F=10kN,几何尺寸如图所示。

D和E两点分别在力G1和G2作用线上。

求铰链A、B和C反力。

4-22 图示构架由滑轮D、杆AB和CBD构成,一钢丝绳绕过滑轮,绳一端挂一重物,重量为G,另一端系在杆ABE处,尺寸如图所示,试求铰链A、B、C和D处反力。

4-23 桥由两部分构成,重W1=W2=40kN,桥上有载荷P=20kN,尺寸如图所示,试求出铰链A、B和C反力。

4-24 图示结构,在C、D、E、F、H处均为铰接。

已知P1=60kN,P2 =40 kN,P3=70kN,几何尺寸如图所示。

试求各杆所受力。

4-25 构架载荷和尺寸如图所示,已知P=24kN,求铰链A和辊轴B反力及销钉B对杆ADB反力。

4-26 构架载荷和尺寸如图所示,已知P=40kN,R=0.3m,求铰链A和B反力及销钉C对杆ADC反力。

4-27 图示破碎机传动机构,活动夹板AB长为600mm,假设破碎时矿石对活动夹板作用力沿垂直于AB方向分力P=1kN,BC=CD=600mm,AH =400mm,OE=100mm,图示位置时,机构平衡。

试求电机对杆OE作用力偶力偶矩m0。

4-28 曲柄滑道机构如图所示,已知m=600N.m,OA=0.6m,BC=0.75m。

机构在图示位置处于平衡,α=30°,β=60°。

求平衡时P值及铰链O和B反力。

4-29 插床机构如图所示,已知OA=310mm,O1B=AB=BC=665mm,C D=600mm,OO1=545mm,P=25kN。

在图示位置:OO1A在铅锤位置;O1 C在水平位置,机构处于平衡,试求作用在曲柄OA上主动力偶力偶矩m。

4-30 在图示机构中,OB 线水平,当B 、D 、F 在同一铅垂线上时,DE 垂直于EF ,曲柄OA正好在铅锤位置。

已知OA=100mm ,BD=BC=DE=100mm ,EF=1003mm ,不计杆重和摩擦,求图示位置平衡时m/P 值。

4-31 图示屋架为锯齿形桁架。

G1=G2=20kN ,W1=W2=10kN ,几何尺寸如图所示,试求各杆内力。

4-32 图示屋架桁架。

已知F1=F2=F4=F5=30kN ,F3=40kN ,几何尺寸如图所示,试求各杆内力。

4-33 桥式起重机机架尺寸如图所示。

P1=100kN ,P2=50kN 。

试求各杆内力。

4-34图示屋架桁架,载荷G1=G2=G3=G4=G5=G ,几何尺寸如图所示,试求:杆1、2、3、4、5和6 内力。

参考答案 4-1 解:23cos3049.9x oR F X F F N ==-=-∑13sin3015y o R F Y F F N ==-=-∑22'52.1x y R R R F F F N =+='RF/0.3tg Y X α==∑∑∴α=196°42′00123()52cos304279.6o L M F F F F m N m==⨯-⨯-⨯+=-⋅∑(顺时针转向)故向O 点简化结果为:(49.915)x y R R R F F i F j i j N'=+=--0279.6L N m=-⋅由于FR ′≠0,L0≠0,故力系最终简化结果为一合力R F ,R F 大小和方向与主矢'R F 相同,合力FR 作用线距O 点距离为d 。

FR=FR=52.1N d=L0/FR=5.37m4-2 解:(a )设B 点坐标为(b ,0) LB=∑MB (F )=-m-Fb=-10kN.m∴b=(-m+10)/F=-1m ∴B 点坐标为(-1,0)1'n R i i F F F===∑'RF = ∴FR ′=10kN ,方向与y 轴正向一致(b )设E 点坐标为(e ,e ) LE=∑ME (F )=-m-F •e=-30kN.m ∴e=(-m+30)/F=1m ∴E 点坐标为(1,1) FR ′=10kN 方向与y 轴正向一致 4-3解:(a ) 受力如图由∑MA=0 FRB •3a-Psin30°•2a-Q •a=0 ∴FRB=(P+Q )/3 由 ∑x=0 FAx-Pcos30°=0 ∴FAx=32P由∑Y=0 FAy+FRB-Q-Psin30°=0 ∴FAy=(4Q+P )/6 (b )受力如图由∑MA=0 FRB •cos30°-P •2a-Q •a=0 ∴FRB=33(Q+2P ) 由 ∑x=0 FAx-FRB •sin30°=0 ∴FAx=33(Q+2P )由∑Y=0 FAy+FRB •cos30°-Q-P=0 ∴FAy=(2Q+P )/3 (c )解:受力如图:由∑MA=0 FRB •3a+m-P •a=0 ∴FRB=(P-m/a )/3 由 ∑x=0 FAx=0 由∑Y=0 FAy+FRB-P=0 ∴FAy=(2P+m/a )/3(d)解:受力如图:由∑MA=0 FRB•2a+m-P•3a=0∴FRB=(3P-m/a)/2由∑x=0 FAx=0由∑Y=0 FAy+FRB-P=0∴FAy=(-P+m/a)/2(e)解:受力如图:由∑MA=0 FRB•3-P• 1.5-Q•5=0∴FRB=P/2+5Q/3由∑x=0 FAx+Q=0∴FAx=-Q由∑Y=0 FAy+FRB-P=0∴FAy=P/2-5Q/3(f)解:受力如图:由∑MA=0 FRB•2+m-P•2=0∴FRB=P-m/2由∑x=0 FAx+P=0∴FAx=-P由∑Y=0 FAy+FRB =0∴FAy=-P+m/24-4解:结构受力如图示,BD为二力杆由∑MA=0 -FRB•a+Q•b+W•l/2•cosα=0∴FRB=(2Qb+Wlcosα)/2a由∑Fx=0 -FAx-Qsinα=0∴FAx=-Qsinα由∑Fy=0 FRB+FAy-W-Qcosα=0∴FAy=Q(cosα-b/a)+W(1-lcosα/2a)4-5 解:齿轮减速箱受力如图示,由∑MA=0 FRB×0.5-W×0.2-m1-m2=0FRB=3.2kN由∑Fy=0 FRA+FRB-W=0FRA=-2.7kN4-6 解:(a)由∑Fx=0 FAx=0 (b) 由∑Fx=0 FAx=0由∑Fy=0 FAy=0 由∑Fy=0 FAy-qa-P=0由∑M=0 MA-m=0 MA=m ∴FAy=qa+P由∑M=0 MA-q•a•a/2-Pa=0∴MA=qa2/2+Pa(c) (d)(c) 由∑Fx=0 FAx+P=0 (d) 由∑Fx=0 FAx=0∴FAx=-P 由∑MA=0 FRB•5a+m1-m2-q•3a•3a/2=0由∑Fy=0 FAy-q•l/2=0 ∴FRB=0.9qa+(m2-m1)/5aFAy=ql/2 由∑Fy=0 FAy+FRB-q•3a=0由∑M=0 MA-q•l/2•l/4-m-Pa=0 FAy=2.1qa+(m1-m2)/5a ∴MA=ql2/8+m+Pa4-7 解:(a) (b)(a)∑MA=0 FRB•6a-q(6a)2/2-P•5a=0 ∴FRB=3qa+5P/6∑Fx=0 FAx+P=0 ∴FAx =-P∑Fy=0 FAy+FRB-q•6a=0 ∴FAy=3qa-5P/6(b) ∑MA=0 MA-q(6a)2/2-P•2a=0 ∴MA=18qa2+2Pa∑Fx=0 FAx+q•6a=0 ∴FAx =-6qa∑Fy=0 FAy-P=0 ∴FAy=P(c) ∑MA=0 MA+m1-m2-q•6a•2a-P•4a=0 ∴MA=12qa2+4Pa+m2-m1∑Fx=0 FAx+P=0 ∴FAx=-P∑Fy=0 FAy-q•6a=0 ∴FAy=6qa(d) ∑MA=0 MA+q(2a)2/2-q•2a•3a=0 ∴MA=4qa2∑Fx=0 FAx-q•2a=0 ∴FAx =2qa∑Fy=0 FAy-q•2a=0 ∴FAy =2qa4-8解:热风炉受力分析如图示,∑Fx=0 Fox+q1•h+(q2-q1)•h/2=0 ∴Fox=-60kN∑Fy=0 FAy-W=0 ∴FAy=4000kN∑MA=0 M0-q•h•h/2-(q2-q1)•h•2h/3/2=0 ∴M0=1467.2kN•m4-9解:起重机受力如图示,∑MB=0 -FRA•c-P•a-Q•b=0 ∴FRA=-(Pa+Qb)/c∑Fx=0 FRA+FBx=0 ∴FBx=(Pa+Qb)/c∑Fy=0 FBy-P-Q=0 ∴FBy=P+Q4-10 解:整体受力如图示∑MB=0 -FRA×5.5-P×4.2=0 ∴FRA=-764N∑Fx=0 FBx+FRA=0 ∴FBx=764N∑Fy=0 FBy-P=0 ∴FBy=1kN由∑ME=0 FCy×2+P×0.2-P×4.2=0 ∴FCy=2kN由∑MH=0 F’Cx×2-FCy×2-P×2.2+P×0.2=0 ∴FCx=F’Cx=3kN4-11解:辊轴受力如图示,由∑MA=0 FRB×1600-q×1250×(1250/2+175)=0∴FRB=625N由∑Fy=0 FRA+FRB-q×1250=0 ∴FRA=625N4-12 解:机构受力如图示,∑MA=0 -P×0.3+FRB×0.6-W×0.9=0 ∴FRB=26kN∑Fy=0 FRA+FRB-P-W=0 ∴FRA=18kN4-13 解:当达到最大起重质量时,FNA=0由∑MB=0 W1×α+W2×0-G×2.5-Pmax×5.5=0∴Pmax=7.41kN4-14解:受力如图示,不致翻倒临界状态是FNE=0由∑MF=0 W×1m-Q×(5-1)=0 ∴W=60kN故小车不翻倒条件为W≥60kN4-15解:设左右杆长分别为l1、l2,受力如图示左杆:∑MO1=0 P1(l1/2)cosα1-FAl1sinα1=0 ∴FA=ctgα1P1/2右杆:∑MO2=0 -P2(l2/2)cosα2+F'Al2sinα2=0 ∴F'A=ctgα2P2/2由FA=F'A ∴P1/P2=tgα1/tgα24-16解:设杆长为l,系统受力如图(a) ∑M0=0 P •l/2cosθ+T•l•sinθ-Tlcosθ=0 ∴T=P/2(1-tgθ)(b)当T=2P时,2P= P/2(1-tgθ) ∴tgθ3/4 即θ≈36°52′4-17 解:(a)(a)取BC杆:∑MB=0 FRC•2a=0 ∴FRC=0∑Fx=0 FBx=0∑Fy=0 -FBy+FRC=0 ∴FBy=0取整体:∑MA=0 -q•2a•a+FRC•4a+MA=0 ∴MA=2qa2∑Fx=0 FAx=0∑Fy=0 FAy+FRC-q•2a=0∴FAy==2qa(b)(b)取BC杆:∑MB=0 FRC•2a-q•2a•a=0 ∴FRC=qa∑Fx=0 FBx=0∑Fy=0 FRC-q•2a-FBy=0 ∴FBy=-qa取整体:∑MA=0 MA+FRC•4a-q•3a• 2.5a=0 ∴MA=3.5qa2∑Fx=0 FAx=0∑Fy=0 FAy+FRC-q•3a=0∴FAy==2qa(c)(c)取BC杆:∑MB=0 FRC•2a =0 ∴FRC=0∑Fx=0 FBx=0∑Fy=0 FRC-FBy=0 ∴FBy=0取整体:∑MA=0 MA+FRC•4a-m=0 ∴MA=m∑Fx=0 FAx=0∑Fy=0 FAy+FRC=0∴FAy=0(d)(d)取BC杆:∑MB=0 FRC•2a-m=0 ∴FRC=m/2a∑Fx=0 FBx=0∑Fy=0 FRC-FBy=0 ∴FBy=m/2a取整体:∑MA=0 MA+FRC•4a-m=0 ∴MA=-m∑Fx=0 FAx=0∑Fy=0 FAy+FRC=0∴FAy=-m/2a4-18 解:(a)取BE部分∑ME=0 FBx×5.4-q×5.4×5.4/2=0 ∴FBx=2.7q取DEB部分:∑MD=0 FBx×5.4+FBy×6-q×5.4×5.4/2=0 ∴FBy=0取整体:∑MA=0 FBy×6+ q×5.4×5.4/2-FRC×cos45°×3=0 ∴FRC=6.87q ∑Fx=0 FRC×cos45°+FAx+FBx-q×5.4=0 ∴FAx=-2.16q∑Fy=0 FRC×sin45°+FAy+FBy=0 ∴FAy=-4.86q(b)取CD段,∑MC=0 FRD×4-q2/2×42=0 ∴FRD=2q2取整体:∑MA=0 FRB×8+FRD×12q2×4×10-q1×6×4-P×4=0∑Fx=0 P+FAx=0 ∴FAx=-P∑Fy=0 FAy+FRB+FRD-q1×6-q2×4=0 ∴FAy=3q1-P/24-19 解:连续梁及起重机受力如图示:取起重机:∑MH=0 Q×1-P×3-FNE×2=0 ∴FNE=10kN∑Fy=0 FNE+FNH-Q-P=0 ∴FNH=50kN取BC段:∑MC=0 FRB×6-FNH×1=0 ∴FRB=8.33kN取ACB段:∑MA=0 FRD×3+FRB×12-FNE×5-FNH×7=0 ∴FRD= 100kN∑Fx=0 FAx=0∑Fy=0 FAy+FRD+FRB-FNE-FNH=0 ∴FAy=48.33kN4-20解:整体及左半部分受力如图示取整体:∑MA=0 FBy×l-G×l/2=0 ∴FBy=1kN∑MB=0 -FAy×l+G×l/2=0 ∴FAy=1kN取左半部分:∑MC=0 FAx×h+G/2×l/4-FAy×l/2=0 ∴FAx=1.66kN 取整体:∑Fx=0 FAx+FBx=0 ∴FBx=-1.66kN4-21 解:各部分及整体受力如图示取吊车梁:∑MD=0 FNE×8-P×4-Q×2=0 ∴FNE=12.5kN∑Fy=0 FND+FNE-Q-P=0 ∴FND=17.5kN取T房房架整体:∑MA=0 FBy×12-(G2+FNE)×10-(G1+FND)×2-F×5=0 ∴FBy=77.5k N∑MB=0 -FAy×12-F×5+(G1+FND)×2+(G2+FNE)×2=0 ∴FAy=72.5k N取T房房架作部分:∑MC=0 FAy×6-FAx×10-F×5-(G1+FND) ×4=0 ∴FAx=7.5kN∑Fx=0 FCx+F+FAx=0 ∴FCx=-17.5kN∑Fy=0 FCy+FAy-G1-FND=0 ∴FCy=5kN取T房房架整体:∑Fx=0 FAx+F+FBx=0∴FBx=-17.5kN4-22解:整体及部分受力如图示取整体:∑MC=0 -FAx•l•tg45°-G•(2l+5)=0 ∴FAx=-(2+5/l)G∑MA=0 FCx•ltg45°-G(2l+5)=0 ∴FCx=(2+5/l)G取AE杆:∑ME=0 –FAx•l-FAy•l-G•r=0 ∴FAy=2G∑Fx=0 FAx+FBx+G=0 ∴FBx=(1+5/l)G∑Fy=0 FAy+FBy=0 ∴FBy=-2G取整体:∑Fy=0 FAy+FCy-G=0 ∴FCy=-G取轮D:∑Fx=0 FDx-G=0 ∴FDx=G∑Fy=0 FDy-G=0 ∴FDy=G4-23 解:整体及部分受力如图示取整体:∑MB=0 FCy×10-W2×9-P×4-W1×1=0 ∴FCy=48kN∑Fy=0 FBy+FCy-W1-W2-P=0 ∴FBy=52kN取AB段:∑MA=0 FBx×4+W1×4+P×1-FBy×5=0 ∴FBx=20kN∑Fx=0 FBx+FAx=0 ∴FAx=-20kN∑Fy=0 FBy+FAy-W1-P=0 ∴FAy=8kN取整体:∑Fx=0 FBx+FCx=0 ∴FCx=-20kN4-24 解:系统中1、2、3、4、5杆均为二力杆,整体及部分受力如图:取整体:∑Fx=0 FAx=0∑MA=0 -3P1-6P2-10P3+14FRB=0 ∴FRB=80kN∑Fy=0 FAy+FRB-P1-P2-P3=0 ∴FAy=90kN取左半部分:∑MH=0 P2×1+P1×4-FAy×7+S3×3=0 ∴S3=117kN取节点E:∑Fx=0 S3-S1cosα=0 ∴S1=146kN∑Fy=0 S2+S1sinα=0 ∴S2=-87.6kN取节点F:∑Fx=0 -S3+S5cosα=0 ∴S5=146kN∑Fy=0 S4+S5sinα=0 ∴S4=-87.6kN4-25解:整体及部分受力如图示:取整体:∑MA=0 FRB×4-P(1.5-R)-P(2+R)=0 ∴FRB=21kN∑Fx=0 FAx-P=0 ∴FAx=24kN∑Fy=0 FAy+FRB-P=0 ∴FAy=3kN取ADB杆:∑MD=0 FBy×2-FAy×2=0 ∴FBy=3kN取B点建立如图坐标系:∑Fx=0 (FRB-F'By)sinθ-F'Bxcosθ=0 且有FBy=F'By,FBx=F'Bx∴F'Bx18tgθ=18×2/1.5=24kN4-26 解:整体及部分受力如图示:取整体:∑MB=0 FAx×4+P×4.3=0 ∴FAx=-43kN∑Fx=0 FB+FAx=0 ∴FBx=43kN取BC杆:∑MC=0 FBx×4+P×0.3-P×0.3-P×2.3-FBy×4=0 ∴FBy= 20kN∑Fx=0 FBx+FCx-P=0 ∴FCx=-3kN∑Fy=0 FBy+P+FCy-P=0 ∴FCy=-20kN取整体:∑Fy=0 FAy+FBy-P=0 ∴FAy=20kN4-27 解:受力如图示:取AB:∑MA=0 P×0.4-SBC×0.6=0 ∴SBC=0.667kN取C点:∑Fx=0 S'BCsin60°+SCEsin4.8°-SCDcos30°=0∑Fy=0 -S'BCcos60°+SCEcos4.8°-SCDsin30°=0联立后求得:SCE=0.703kN取OE:∑MO=0 m0-SCEcos4.8°×0.1=0∴m0=70kN4-28 解:整体及部分受力如图示:取OA杆,建如图坐标系:∑MA=0 FOx×0.6 sin60°+m-Foy×0.6cos30°=0∑Fy=0 Fox×cos60°+Foycos30°=0联立上三式:Foy=572.4N Fox=-1000N取整体:∑MB=0 -Foy×(0.6×cos30°-0.6 sin30°×ctg60°)-P×0.75×sin6 0°+m=0∴P=615.9N∑Fx=0 Fox+FBx+P=0 ∴FBx=384.1N∑Fy=0 Foy+FBy=0 ∴FBy=-577.4N4-29 解:整体及部分受力如图示:取CD部分:∑MC=0 FND×0.6cosα-P×0.6sinα=0 ∴FND=Ptgα取OA部分:∑MA=0 -Fox×0.31-m=0 ∴Fox=-m/0.31取整体:∑MO1=0 Fox×0.545-m+P×1.33-FND×0.6cosα=0代入后有:-m/0.31×0.545-m+×1.33-Ptgα×0.6 cosα=0∴m=9.24kN•m4-30 解:整体及部分受力如图示:取OA段:∑MA=0 m+Fox×0.1=0 ∴Fox=-10m取OAB段:∑MB=0 m-Foy×0.1ctg30°=0 ∴3/3m取EF及滑块:∑ME=0 FNF×3°+P×3sin30°=0 ∴F 3P/3取整体:∑MD=0 FNF×3cos30°+m-Fox×0.1-Foy×0.1 ctg3 0°=0∴m/P=0.1155m4-31解:取整体:∑MB=0 -FRA×4+W1×4+G1×3+G2×2cos30°×cos30°=0∴FRA=32.5kN∑Fx=0 FBx=0∑Fy=0 FBy+FRA-W1-W2-G1-G2=0 ∴FBy=27.5kN取A点:∑Fy=0 FRA+S2cos30°-W1=0 ∴S2=-26kN∑Fx=0 S1+S2sin30°=0 ∴S1=13kN取C点:∑Fx=0 -S2cos60°+S4cos30°+S3cos60°=0∑Fy=0 -S2sin60°-S3sin60°-S4sin30°-G1=0联立上两式得:S3=17.3kN S4=-25kN取O 点:∑Fx=0 -S3cos60°-S1+S5cos60°+S6=0∑Fy=0 S3sin60°+S5sin60°=0联立上两式得:S5=-17.3kN S6=30.3kN取E 点:∑Fx=0 -S5cos60°-S4cos30°+S7cos30°=0∴S7=-35kN4-32 解:取整体:∑MA=0 F1×1.5+F2×3+F3×4.5+F4×6+F5×7.5-FRB ×9=0∑Fy=0 FRA+FRB-(4×30+40)=0 ∴FRA=80kN 取A 点:∑Fx=0 122201.50.66S S +=+ ∑Fy=0 1220.661.50.66RA F S ++联立后解得:S1=-197kN S2=180kN 取C点:∑Fx=0 3412222()01.50.66 1.50.66S S S +-=++ ∑Fy=0 413122220.660.6601.50.66 1.50.66S F '-=++ 联立后解得:S3=-37kN S4=-160kN 取E点:∑Fx=0 64222201.50.66 1.50.66S S '=++ ∑Fy=0 645222220.660.6601.50.66 1.50.66S F '-=++ 联立后解得:S5=-30kN S6=-160kN 取D点:∑Fx=0 7823222201.52 1.50.66S S S S ''+-=++ ∑Fy=0 835222220.6601.52 1.50.66S S '+=++ 联立后解得:S7=112kN S8=56.3kN 由对称性可知:S9=S8=56.3kN S10=S6=-160kNS11=S5=-30kN S12=S4=-160kNS13=S2=180kN S14=S3=-37kNS15=S1=-197kN4-33 解:取整体:∑MA=0 FRB ×4-P1×2-P2×3=0 ∴FRB =87.5kN ∑Fy=0 FRA+FRB-P1-P2=0 ∴FRA=62.5kN取A 点:∑Fx=0 S1+S2cos45°=0∑Fy=0 FRA-S2sin45°=0解得:S1=-62.5kN S2=88.4kN取C点:∑Fx=0 S4-S2cos45°=0∑Fy=0 S3+S2sin45°=0解得:S3=-62.5kN S4=62.5kN取D点:∑Fx=0 S6+S5cos45°-S1=0∑Fy=0 -S3-S5sin45°=0解得:S5=88.4kN S6=-125kN取F点:∑Fx=0 S8-S6=0∑Fy=0 -P1-S7=0解得:S7=-100kN S8=-125kN取E点:∑Fx=0 S9cos45°+ S10-S5cos45°-S4=0∑Fy=0 S7+S5sin45°+ S9sin45°=0解得:S9=53kN S10=87.5kN取G点:∑Fx=0 S12cos45°-S10=0∑Fy=0 S12sin45°+ S11=0解得:S9=-87.5kN S10=123.7kN取H点:∑Fx=0 S13-S8-S9sin45°=0∴S13=-87.5kN4-34解:取整体:∑MA=0 -FRA×6a+G×(5a+4a+3a+2a+a)=0 ∴FRA =2.5G∑Fy=0 FRA +FRB +5G=0 ∴FRB=2.5G取A点:∑Fx=0 S1+S2cos45°=0∑Fy=0 S2sin45°+FRA=0解得:S1=2.5G S2=-3.54G取C点:∑Fx=0 S4-S1=0 ∴S4=2.5G∑Fy=0 S3-G=0 ∴S3=G截面Ⅰ-Ⅰ,取左半部分∑Fy=0 S5sin45°+FRA-3G=0 ∴S5=0.707G∑MD=0 -FRA×4a+G×3a+G×2a+G×a+S6×a=0∴S6=4G。

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