- •Невенчанная т.О., Хохлова о.А., Пономарева е.В., Хохлов а.В.
- •Курс теоретической механики. Статика
- •Учебное пособие
- •Москва – 2012
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Основные понятия и аксиомы статики
- •Основные понятия статики
- •Аксиомы статики
- •1.3. Виды связей и их реакции
- •Виды связей и их реакции
- •Реакции опор (изображение и направление)
- •1.5. Система сходящихся сил
- •1.5.1. Геометрический способ сложения сходящихся сил
- •1.5.2. Разложение сил
- •1.5.3. Проекция силы на ось и на плоскость
- •1.5.4. Задания для самостоятельной работы по теме «Проекция силы на координатную ось»
- •1.5.5. Аналитический способ задания и сложения сил
- •1.5.6. Условия равновесия плоской системы сходящихся сил
- •1.5.7. Методические указания к решению задач по исследованию условий равновесия системы сходящихся сил
- •2.2. Сложение двух параллельных сил, направленных в противоположные стороны
- •2.3. Момент силы
- •2.3.1. Момент силы относительно центра
- •2.3.2. Пара сил. Момент пары
- •2.3.3. Теорема об алгебраической сумме момента сил пары относительно любой точки, лежащей в плоскости действия пары
- •2.3.4. Теорема об эквивалентности пар
- •2.3.5. Сложение пар, расположенных в одной плоскости
- •2.3.6. Теорема о моменте равнодействующей плоской системы сходящихся сил (теорема Вариньона)
- •2.3.7. Задания для самостоятельной работы по теме «Момент силы относительно центра»
- •2.4. Теорема о параллельном переносе силы (метод Пуансо)
- •2.5. Приведение произвольной плоской системы сил к данному центру
- •2.6. Приведение плоской системы сил к простейшему виду
- •Частные случаи приведения плоской системы сил к простейшему виду
- •2.7. Формы уравнений равновесия произвольной плоской системы сил
- •Формы уравнений равновесия произвольной системы сил
- •Окончание табл. 2.2
- •Равновесие плоской системы параллельных сил. В том случае, когда все силы параллельны друг другу, одну из координатных осей следует направить параллельно силам.
- •Условия равновесия плоской системы параллельных сил
- •2.8. Методические указания к решению задач по исследованию условий равновесия произвольной плоской системы сил, приложенной к твердому телу
- •2.9. Пример выполнения расчетно-графической работы по теме «Определение реакций опор твердого тела»
- •2.10. Задания для выполнения расчетно-графической работы по теме «Определение реакций опор твердого тела»
- •Определение реакции опор твердого тела
- •2.11. Задания для самостоятельной работы по теме «Равновесие твердого тела» Пример 1
- •Составим уравнение моментов относительно точки a:
- •Пример 2
- •Составим уравнение моментов относительно точки a:
- •Самостоятельно решите следующие тестовые задания:
- •3. Равновесие плоской системы тел
- •3.1.Общие сведения о системе тел
- •Порядок решения задач
- •3.3. Пример выполнения расчетно-графической работы по теме «Определение реакций опор твердого тела (система двух тел)»
- •3.4. Задания для выполнения расчетно-графической работы по теме «Определение реакций опор твердого тела (система двух тел)»
- •Определение реакций опор твердого тела (система 2 тел)
- •3.5. Задания для самостоятельной работы по теме «Равновесие составной конструкции»
- •4. Расчет плоской фермы
- •4.1. Общие сведения о фермах
- •4.2. Методические указания к решению задач по исследованию условий равновесия плоской фермы
- •4.3. Пример выполнения расчетно-графической работы по теме «Определение реакций опор и сил в стержнях плоской фермы»
- •4.3.1. Расчет плоской фермы методом вырезания узлов
- •4.3.2. Проверка результатов расчета фермы методом сечений
- •4.3.3. Построение диаграммы Максвелла-Кремоны
- •4.6. Задания для выполнения расчетно-графической работы по теме «Определение реакций опор и сил в стержнях плоской фермы»
- •Определение реакций опор и сил в стержнях плоской фермы
- •4.7. Задания для самостоятельной работы по теме «Определение усилий в стержнях фермы»
- •5. Пространственная система сил
- •5.1. Момент силы относительно оси
- •5.2. Теорема Вариньона для моментов силы относительно оси. Аналитические формулы для моментов силы относительно координатных осей
- •5.3. Задания для самостоятельной работы по теме «Момент силы относительно оси»
- •5.4. Приведение произвольной пространственной системы сил к данному центру
- •5.5. Задания для самостоятельной работы по теме «Приведение системы сил к заданному центру»
- •5.5.1. Проекция на оси координат главного вектора
- •5.5.2. Проекция на оси координат главного момента
- •5.6. Приведение пространственной системы сил к простейшему виду
- •5.7. Равновесие произвольной пространственной системы сил
- •5.9. Пример выполнения расчетно-графической работы по теме «Определение реакций опор пространственной конструкции»
- •Решение.
- •5.11. Задания для самостоятельной работы по теме «Условия равновесия частично закрепленного тела»
- •5.12. Задания для самостоятельной работы по теме «Произвольная пространственная система сил»
- •6. Центр тяжести тел
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Центр тяжести твердого тела
- •6.3. Способы определения координат центров тяжести тел
- •6.4. Центры тяжести
- •Координаты центра тяжести некоторых однородных тел
- •6.5. Методические указания к решению задач по определению положения центров тяжести однородных тел
- •6.6. Пример выполнения расчетно-графической работы по теме «Центр тяжести»
- •7. Трение скольжения
- •7.1. Законы трения скольжения
- •7.2. Реакция шероховатой поверхности. Угол трения. Конус трения
- •7.3. Методические указания по исследованию условий равновесия тел при наличии трения
- •7.4. Равновесие твердого тела при наличии трения качения
- •7.5. Задания для самостоятельной работы по теме «Трение»
- •Заключение
- •Библиографический список
2.11. Задания для самостоятельной работы по теме «Равновесие твердого тела» Пример 1
Дано: F = 80 кН, α = 15, AB = 2м, BC = 1м. |
Варианты ответов 1) 40 кН 2) 30 кН 3) 20 кН 4) 10 кН |
Рис. 2.30
|
|
Проекция на ось Ox силы реакции шарнира A (рис. 2.30) равна… |
|
Решение: Рассмотрим равновесие балки AC. Отбросим связи и изобразим их реакции (рис. 2.31).
Рис. 2.31
Составим уравнение моментов относительно точки a:
;
,
выразим отсюда реакцию опоры:
.
Теперь составим уравнение проекций на ось Ox, откуда выразим искомую величину:
;
;
.
Подставив
численные значения, получаем:
кН.
Ответ:
кН.
Пример 2
Дано: F = 8 кН, α = 45, AB = 1м, BC = 2м. |
Варианты ответов 1) -20 кН 2) -12 кН 3) -24 кН 4) -16 кН |
Рис. 2.32
|
|
Проекция на ось Oy силы реакции шарнира A (рис. 2.32) равна… |
|
Решение: Рассмотрим равновесие балки AC. Отбросим связи и изобразим их реакции (рис. 2.33).
Рис. 2.33
Составим уравнение моментов относительно точки a:
;
,
выразим отсюда реакцию нити:
.
Теперь составим уравнение проекций на ось Oy, откуда выразим искомую величину:
;
;
.
Подставив
численные значения, получаем:
кН.
Ответ:
кН.
Самостоятельно решите следующие тестовые задания:
а)
Дано:
F
=
|
Варианты ответов 1) 25 кН 2) 35 кН 3) 30 кН 4) 40 кН |
Рис. 2.34
|
|
Проекция на ось Oy силы реакции шарнира B (рис. 2.34) равна… |
|
б)
Дано: F = 15кН, α = 60, AС = 1м, BC = 2м. |
Варианты ответов 1) 20 кН 2) 15 кН 3) 25 кН 4) 10 кН |
Рис. 2.35
|
|
Проекция на ось Oy силы реакции шарнира A (рис. 2.35) равна… |
|
в)
Дано: F = 30кН, α = 30, AС = 2м, BC = 1м. |
Варианты ответов 1) 40 кН 2) 35 кН 3) 25 кН 4) 30 кН |
Рис. 2.36
|
|
Модуль силы реакции в точке B (рис. 2.36) равен… |
|
2.12. Задания для самостоятельной работы
по теме «Определение условий равновесия тела с учетом приложенной к нему распределенной нагрузки»
Пример
Дано: q = 10 кН/м, α = 60, AB = 3м. |
Варианты ответов 1) 6 кН 2) 10 кН 3) 8 кН 4) 4 кН |
Рис. 2.37
|
|
Проекция на ось Oy силы реакции шарнира A (рис. 2.37) равна… |
|
Решение: Рассмотрим условия равновесия произвольной плоской системы сил, действующей на балку AB. Отбросим связи в точках A и B и заменим их реакциями (рис. 2.38).
Систему
распределенных по треугольнику
параллельных сил заменим равнодействующей
,
проходящей через центр тяжести этого
треугольника. Модуль равнодействующей
равен площади этого треугольника:
.
Рис. 2.38
Составим
уравнение равновесия
:
,
откуда
кН.
Ответ:
кН.
Самостоятельно решите следующие тестовые задания:
а)
Дано: q = 12 кН/м, AB = 3м. |
Варианты ответов 1) 12 кН 2) 9 кН 3) 18 кН 4) 15 кН |
Рис. 2.39
|
|
Проекция на ось Oy силы реакции шарнира A (рис. 2.39) равна… |
|
б)
Дано: q = 9 кН/м, AB = 3м, AC = 2м. |
Варианты ответов 1) 9 кН 2) 6 кН 3) 3 кН 4) 12 кН |
Рис. 2.40
|
|
Проекция на ось Oy силы реакции шарнира B (рис. 2.40) равна… |
|
в)
Дано: q = 10 кН/м, α = 30, AB = 3м. |
Варианты ответов 1) 14 кН 2) 12 кН 3) 8 кН 4) 10 кН |
Рис. 2.41
|
|
Сила натяжения нити (рис. 2.41) равна… |
|
