- •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
7.5. Задания для самостоятельной работы по теме «Трение»
Пример
Дано: P = 10кН, α = 30, коэффициент трения f = 0,4 |
Варианты ответов
1)
Fтр
=
2)
Fтр
=
3) Fтр = кН; равновесие 4) Fтр = кН; равновесие |
|
|
Рис. 7.7
|
|
Будет ли тело (рис. 7.7) находиться в равновесии? Сила трения равна… |
|
Решение: Составим уравнения равновесия в проекциях на оси координат:
;
;
;
.
Рис. 7.8
Т.к.
,
выразим из второго уравнения нормальную
реакцию поверхности:
,
тогда
.
Подставим полученное выражение в первое
уравнение:
,
или
.
Подставив известные численные значения, получим:
,
т.е. величина проекции силы тяжести
превышает величину проекции предельной
силы трения, следовательно, тело не
находится в равновесии и скользит.
Для нахождения величины силы трения (рис. 7.8) подставим численные значения в ранее полученное выражение для этой силы:
кН.
Ответ:
тело скользит;
кН.
Самостоятельно решите следующие тестовые задания:
а)
Дано: P = 10кН, α = 30, коэффициент трения f = 0,5 |
Варианты ответов 1) Fтр = кН; скольжение 2) Fтр = кН; скольжение 3) Fтр = кН; равновесие 4) Fтр = кН; равновесие |
|
|
Рис. 7.9
|
|
Будет ли тело (рис. 7.9) находиться в равновесии? Сила трения равна… |
|
б)
Дано: P = 10кН, Q = 8кН, α = 45, коэффициент трения f = 0,3 |
Варианты ответов
1)
Fтр
=
2)
Fтр
=
3) Fтр = кН; равновесие 4) Fтр = кН; скольжение |
|
|
Рис. 7.10
|
|
Будет ли тело (рис. 7.10) находиться в равновесии? Сила трения равна… |
|
в)
Дано: P = 10кН, α = 30, коэффициент трения f = 0,6 |
Варианты ответов 1) Fтр = 4кН; скольжение 2) Fтр = 5кН; равновесие 3) Fтр = 5кН; скольжение 4) Fтр = 4кН; равновесие |
|
|
Рис. 7.11
|
|
Будет ли тело (рис. 7.11) находиться в равновесии? Сила трения равна… |
|
г)
Дано: P = 10кН, Q = 6кН α = 45, коэффициент трения f = 0,2 |
Варианты ответов
1)
Fтр
=
2)
Fтр
=
3) Fтр = кН; скольжение 4) Fтр = кН; скольжение |
|
|
Рис. 7.12
|
|
Будет ли тело (рис. 7.12) находиться в равновесии? Сила трения равна… |
|
д)
Тело
весом G=10
(Н) удерживается в равновесии на
шероховатой наклонной плоскости (рис.
7.13) с углом наклона α=30 (коэффициент
трения скольжения f=0,2)
силой
(Н).
Минимальное значение силы S, удерживающее тело от перемещения вниз по наклонной плоскости, равно …
Рис. 7.13
|
Варианты ответов: 1) 6,7 2) 3,3 3) 7,6 4) 9,6
|
е)
Тело весом G=10 (Н) удерживается в равновесии на шероховатой наклонной плоскости (рис. 7.14) с углом наклона α=45 (коэффициент трения скольжения f=0,2) силой (Н).
Минимальное значение силы S, удерживающее тело от перемещения вверх по наклонной плоскости, равно …
Рис. 7.14 |
Варианты ответов: 1) 5,6 2) 8,5 3) 2,8 4) 1,4
|
Условие для заданий ж-к:
К
барабану радиуса R,
вращающемуся вокруг горизонтальной
оси (рис. 7.15-7.18), проходящей через точку
О,
приложен постоянный момент М.
Для торможения используют тормозную
колодку, прижимаемую к барабану рукояткой,
вращающейся вокруг горизонтальной оси,
проходящей через точку O1.
К концу рукоятки приложена сила
под
углом α к
вертикали. Коэффициент трения скольжения
между барабаном и колодкой равен f,
расстояния указаны на рисунке. (Весом
рукоятки пренебрегаем)
Минимальное значение силы Р, удерживающее систему тел в равновесии равно …
ж)
Рис. 7.15 |
Варианты ответов: 1)
2)
3)
4)
|
з)
Рис. 7.16 |
Варианты ответов: 1)
2)
3)
4)
|
и)
Рис. 7.17 |
Варианты ответов: 1)
2)
3)
4)
|
к)
Рис. 7.18 |
Варианты ответов: 1)
2)
3)
4)
|
