工程力学525740925

1、泰山学院建筑与机械工程系精品课程：工程力学第三章习题3-1拖动汽车需要力F 3KN，现已知作用力Fi与汽车轴线夹角20，如图示(1) 已知另一作用力f2与轴线夹角30 ，试确定与F2的大小；(2) 欲使f2为最小值，试确定夹角及力R与F?的大小。本章习题与参考答案共 8页 第15页3-1参考答案:几何法比例尺:1kN15mm当F2与F垂直时，F2最小F11.95KN, F21.41KNF12.81KN, F21.02KN3-2如图所示力多边形，试问这两个三角形的意义有何不同?3-2参考答案：1 '力系为平面汇交力系的条件下，(1)的意义：汇交力£、F2合成的合力为F3(2)的

2、意义：汇交力Fr1、F2、F3构成平衡力系。3-3已知四个力作用于0点，R 500N , F2 300N , F3 600N , F4 100(N,方向如图所示，试用几何法求它们合力的大小及方向3-3参考答案:比例尺:rF2100N10mmrFr 734 KN81.63-4 已知 R 200N , F2 150N , F3 20CN , F4 250N,各力与x轴与y轴的夹角标注在图上，试用解析法求合力的大小及作用方向43-4参考答案:200cos30 200cos20250sin 30110.2N3-5已知Fy 200sin 30Fr 259.5N150 200si n20250cos30与

3、y轴正向夹角=arcta n234.9110.264.9五个空间力矢作用在一个立方体刚体的 0点，如图示。F1400N ,F2100N ,F3300N ,F4150N ,F5200N求它们合力的大小及方向。234.9N3-5参考答案:Fx400 150 辰a200178.46NFy100 200 aV3a215.47N ,Fza300 150 -辰78.46N合力：Fr 291Nr rcos Fr, i 0.613FrJ127.8 ,cos Fr, j 0.74 , cos FR,k0.27r rr rFr, j42.2 ,FR,k105.63-6支架由杆AB、AC构成，A、B、C三处都是铰链

4、约束。在 A点作用有铅垂力 W，求图 示两种情况下杆AB、AC所受得力，并说明杆件受拉还是受压。杆的自重不计。3-6参考答案：(a) 解：(1)研究铰链A,受力分析：(2) 列平衡方程Fx Fac W cos30Fy Fab Wsi n30(3) 解得：Fac 0.866W(压杆)，(b) 解：研究铰链A,受力分析：(2)列平衡方程Fx Fac sin 30Fabsin 30Fy Fac cos30Fab cos30(3)解得：Fac Fab 0.58W(拉杆)0.5W（拉杆）003-7图示简支梁受集中荷载F=20kN求图示两种情况下支座A、n3-7参考答案:(a)(b)3-8C2m I(a)

5、解：(1)研究横梁AB受力分析:(2)列平衡方程2arcta n26.574FA cosFxFyF cos45FA sin解得:FA 15.8KN，解：45FxFy研究横梁AB列平衡方程Fb F sin 45Fb 7KN受力分析:CEarcta n18.3CDFA cosFA sin解得:FA 22.4KNF cos45 FB sin 45F sin 45 FB cos45，FB 10KN简易起重机用钢丝绳吊起重量 W=2000的重物,F(b)各杆自重不计，A、B、C三处简化为铰链连接；求杆AB和 AC所受的力。(提示：滑轮尺寸及摩擦不计)(a)3-8参考答案:(a)解：研究铰链A,受力分析(

6、AC AB是二力杆，不计滑轮大小)：列平衡方程rFab*yFxFAB W sin 45W sin 300AFyFAC Wcos45W cos30 045/j解得：Wr/30J rF AB0.41KN(压杆)，Fac 3.15KN(压杆)FacWy(b)解：研究铰链A,受力分析：(2) 列平衡方程FxFAB W cos45FAC sin 300Fy FAC cos30 Wsin45 W 0(3) 解得：FAB 0.53KN (拉杆)，Fac 3.9KN(压杆)3-9三脚架如图示，从矿井中吊起重 W的重物，水平面内的支撑落点 A B C构成一个等边三角形，如图示。支架各杆与水平面的夹角为B,卷扬机

7、牵引绳ED与CD杆正好都在同一铅架各杆的受力垂平面内，牵引绳与Z轴的夹角为a,不计滑轮尺寸，不计支架各杆自重及摩擦，试计算支(a)3-9参考答案：解：(1)研究铰链D,受力分析如图:(2)列平衡方程FDB cos cos30Fda coscos30 0FDB cos sin 30FDA cos sin 30FDC cosWsi nFZFDB sinFDA sin FDC sinWcos W 0解得:F DBW sin 1 cos3 cos sinF DeW 1 cos3 sinsincosmiF1 , F1500.5 0.655N mm3 F3 , F340 0.4sin(2)求合力偶矩：40

8、 0.40.3、0.32 0.429.6N m3-10求图示平面力偶系的合成结果，其中Fi 50N , F2 30N , F3 40N ,图上坐标单位为m。3-10 参考答案：解：（1）求各个力偶的力偶矩:300.3 0.833N mM mi 12.4N m合力偶转向是顺时针。M1 1KN m , M22.4KN3-11 一联轴节如图示，其上作用有两个力偶，已知 试求该联轴节的合力偶的大小及所在空间位置。3-11 参考答案:mx my mzM2.440、402 40220240 40240220220<4024022021.89kN m1.6 arccos 1.89147.81.6kN

9、m0.6kN m0.8kN m0.6 arccos 1.89108.50.8 arccos 1.891153-12构件的载荷及支承情况如图示,l 4m，求支座A、B的约束反力。3-12参考答案:(a)解:研究横梁AB受力分析： 列平衡方程两力构成力偶mi 15kN mm2 24kN m(b)解: (1)3-133-13faFbmi解得:faFbm2 24kN mFA 4 15 2402.25KN研究横梁AB受力分析:列平衡方程两力构成力偶FAFbmi解得:FAFbFA cos45 4 1003.5KN锻锤工作时，若锻件给锻锤的反作用力有偏心,m2 10kN m已知打击力F=1000KN，偏心距e=20mm,锤体高度h=200mm，求锤头给两侧导轨的压力参考答案:解: (1)研究锤头，受力分析:列平衡方程F N1两力构成力偶mi F解得：e Fn1 h 0F N1FN 2100KN3-14锥齿轮箱如图示，用四个螺栓固定在正方形基座输入轴I上的M1与输出轴I上的M2等值，I、螺栓承