4-14 平炉的送料机由跑车A及走动的桥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。料箱中的载荷Q=15kN,力Q与跑车轴线OA的距离为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的重量W最小应为多少?
解:受力如图示,不致翻倒的临界状态是FNE=0 由∑MF=0 W×1m-Q×(5-1)=0 ∴W=60kN 故小车不翻倒的条件为W≥60kN
4-15 两根位于垂直平面内的均质杆的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的墙上,质量分别为P1与P2。求平衡时两杆的水平倾角α1与α2的关系。
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/tgα2
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时的θ值。
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 已知a,q和m,不计梁重。试求图示各连续梁在A、B和C处的约束反力。
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