1-1 图a、b所示,Ox1y1与Ox2y2分别为正交与斜交坐标系。试将同一方F分别对两坐标系进行分解和投影,并比较分力与力的投影。
(a) (b)
习题1-1图 yy2
Fy1 FFy2
FFy2 Fy1
?x x2Fx1Fx2 Fx1 Fx2
(d) (c)
解:(a),图(c):F?Fsoc? i1?Fis? j1 n 分力:Fx1?Fcos? i1 , Fy1?Fsin? j1 投影:Fx1?Fcos? , Fy1?Fsin?
讨论:?= 90°时,投影与分力的模相等;分力是矢量,投影是代数量。 (b),图(d):
Fsin?j2 分力:Fx2?(Fcos??Fsin? tan?)i2 ,Fy2?sin? 投影:Fx2?Fcos? , Fy2?Fcos(???) 讨论:?≠90°时,投影与分量的模不等。
1-2 试画出图a、b两情形下各物体的受力图,并进行比较。 FAy
FAxA
C
D
FRD (a-1) (a) (b) 习题1-2图 FAyFCFAyFC FAxFAx ABCC AD ' FCFRDDFRD
(b-1) (a-2) (a-3)
比较:图(a-1)与图(b-1)不同,因两者之FRD值大小也不同。 1-3 试画出图示各物体的受力图。
1
FB
FB
1-3图 习题
FBF FCDDCC FB FAxFAxAAB AB FAFB FBFAyFAy (a-1) 或(a-2) (b-1)
BFB C DFB FDCFB A? BC WFAxFA A FAyDFA
(c-1) 或(b-2) (d-1)
FCDF F CC FAx?Fc A BC FAy ADFA B FFD DFBF A 或(d-2) (e-2) (e-1)
DFFO1 'FAFO1 CAAFOxO O1FOxO FOyFOy BAFA A AFFAA W FB FW B (f-2) (f-3) (e-3) (f-1)
1-4 图a所示为三角架结构。力F1作用在B铰上。杆AB不计自重,杆BD杆自重为W。试画出图b、c、d所示的隔离体的受力图,并加以讨论。
习题1-4图
2
FB1FF'BxBFAAABA B(b-1) F'F'BxB1F'ByCFBxB BF'B2xFDxD CFDyF 1FDy WFB2y F'B2yF'By (c-2) WF FDxD1F'BB(c-1) (b-2)
(b-3) F1 FDxD
WFB1FA AB FDy(d-1)
(d-2)
1-5 试画出图示结构中各杆的受力图。
习题 1-5图
F FET FCFBEBE
FCxCCC
FCy'' FFCE (a-2) BFE W
(b-1) E' FB FD (b-2)
'F DB' FAxFAxCFCxA ABD
FAyFD'
FCy FAy (a-3) (a-1) (b-3)
222222 3
CFC' FB CC ''FDFEFE FDD FAxDEE AB
FAy习题1-6图 FB
(c)
1-6 图示刚性构件ABC由销钉A和拉杆GH支撑,在构件的点C作用有一水平力F。试问如果将力F沿其作用线移至点D或点E(如图示),是否会改变销钉A的受力状况。
解:由受力图1-6a,1-6b和1-6c分析可知,F从C移至E,A端受力不变,这是因为力F在自身刚体ABC上滑移;而F从C移至D,则A端受力改变,因为HG与ABC为不同的刚体。 FAFAFAFGG AGA
DAF DFD ECF?CCHF
FH FHHH HFH (b) (a) (c)
1-7 试画出图示连续梁中的AC和CD梁的受力图。
F1F2'FCxFAxCA
DFCxBFDx C FBFAy'FCyFCyFDy
(b) (a)
习题1-7图
1-8 图示压路碾子可以在推力或拉力作用下滚过100mm高的台阶。假定力F都是沿着连杆AB的方向,与水平面成30°的夹角,碾子重为250N。试比较这两种情形下所需力F的大小。
4niscra 解:图(a):??
5 ?Fx?0
H'F Fsin(60???)?Wsin??0 F?1672N 图(b):??53.13? ?Fx?0
Fcos(??30?)?Wsin??0 F?217N
习题1-8图
yFxx FB??30 30 W?W?
FNFN
(b) (a)
1-9 两种正方形结构所受力F均已知。试分别求其中杆1、2、3所受的力。 解:图(a):2F3cos45??F?0
y2F(拉) 2 F1 = F3(拉) F3? 4