Материал: Механика (статика). учебное пособие. Рябцев В.А

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

F

d 2 / 4 , J x

J y

d 4 / 64 ,

 

 

J p

d 3 / 32 , ix

iy

0,25d .

 

 

 

Круглое кольцо (рис. 8.13)

 

 

 

F

( D2

d 2 ) / 4 , J x

J y

( D4

d 4 ) / 64 ,

 

( D4

d 3 ) / 32 , ix iy

 

 

 

J p

0,25

D2 d 2 .

Рис. 10.12

Рис. 10.13

§ 10.4. Задачи для самостоятельного решения

10.1. Определить координаты центра тяжести С однородного контура AEBDKA, состоящего из дуги полуокружности

АЕВ, прямолинейного отрезка BD и ду-

ги окружности DKA с центром в точке

 

В, если АО= r , ВD= 2 r ,

ABD= 0 .

 

Центр тяжести дуги DKB находится на

 

ее оси симметрии в точке С3 и опреде-

 

ляется по формуле BC3

R sin

, где

 

 

 

 

 

-половина угла с вершиной в точке

 

В, опирающегося на дугу DKB, R =

 

АB= DB. Оси координат указаны на

Рис. 10.14

рис.10.14.

 

 

 

211

 

 

10.2. Определить положение центра тяжести сечения (рис. 10.15). Центр тяжести полукруга расположен на его оси симметрии на расстоянии c 4r /( 3 ) от центра окружности.

10.3. Определить координаты центра тяжести плоской фигуры (рис. 10.14), ограниченной плоским контуром AEBDKA, описанным в задаче 10.1. Центр тяжести полукруга распо-

 

ложен на его оси симметрии

 

на расстоянии c

4r /( 3

)

 

от центра окружности.

 

 

 

Центр тяжести кругового

 

сегмента расположен на его

 

оси симметрии на расстоя-

 

нии BC3

4R sin3

 

,

 

 

 

 

 

 

3( 2

sin2

)

Рис. 10.15

где -половина угла с вер-

 

шиной в точке В, опирающегося на дугу DKB, R = АB= DB.

 

10.4. Определить положение

 

главных центральных осей и глав-

 

ные моменты инерции для сечения,

 

изображенного на рис. 10.15.

 

 

 

10.5. Определить положение

 

центра тяжести фигуры – круга ра-

 

диуса R с отверстиями (рис. 10.16),

Рис. 10.16

центры которых расположены в

 

 

120 , а

 

точках О1, О2, О3, если

расстояния между центрами отверстий и их радиусы соответственно равны;

ОО1= l1 2R / 3 ; r1

R / 8 ; ОО2= l2

R / 2 ; r2 R / 4 ;

ОО3= l3

3R / 4 ; r1

R / 6 .

212

 

 

 

 

 

ОТВЕТЫ К ЗАДАЧАМ

 

 

 

 

 

 

 

 

7.1. P1

/ P2

2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

7.2. Rx

340,3 Н; Ry 94,6 Н; cos( R, i )

0,959;

 

 

 

0264;

 

cos( R, j )

 

7.3. N2

 

 

P / sin60

115 Н;

N1

 

Pctg60

 

 

57,7 Н.

 

 

 

 

 

7.4. N

lmg /( 4b ); N1

 

 

 

1700 кН; N2

 

3400 кН;

 

 

 

 

 

7.5.

arcsin(mg / N

2

)

 

 

arcsin(2 9,81/ 25 )

52 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.6. R

2mg cos(0,25

 

 

 

0,5

) ;

 

 

 

 

 

0,25

 

 

0,5

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.7. Rx

 

 

400 Н;

 

Ry

 

 

 

 

-100(1+2 3 ) Н;

Rz

-100(3+

3 ) Н;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

763,69 Н; cos( R, i )

 

0,523;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos( R, j )

 

-0,584; cos( R, k )

-0,619;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.8. N AC

 

 

 

0,5 3 P2 ;

 

NCD

 

0,5 P2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.9. T

 

 

 

 

 

2P

 

 

 

; T

 

 

(

 

3

 

 

 

 

tg

 

)P

 

 

; T

 

 

2P

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

 

ctg

 

 

 

 

 

 

2

 

( 1

 

 

 

3tg

)

3

 

 

 

2

 

 

 

( 3 ctg

) 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.10. N1

 

 

 

P / cos

 

 

; N2

 

 

Ptg

 

/(sin

 

 

 

cos

 

 

tg

) ;

 

 

 

 

 

 

N2

 

 

 

Ptg /(sin

 

 

 

cos

 

tg

) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.1. N1

 

( 1

 

1 /

 

 

3 )mg = 94,6 кН;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N2

( 1

2 /

 

 

 

 

3 )mg = 129,1 кН;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.2. N1

 

 

P1

3

 

 

51,9 кН; N2

 

 

 

P1

 

30 кН;

 

 

 

 

 

 

 

 

N3

 

 

 

-16,2 кН; N4

 

 

-57,9 кН;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.3. RA

 

 

 

 

2 2aq /( 1

 

 

3 ); RB

4aq /( 1

3 ) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.4. N A

 

 

NB

 

19,3 кН;

 

NC

 

 

-37,3 кН;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.5. N1

 

 

N2

0,5( 1

 

 

 

3 )P

 

2,92 кН; N3

 

 

 

2P = 11,28 кН;

8.6. R

 

2P ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.7. R1

 

 

mg sin 2 / sin(

1

 

2 )

 

20 0,707 / 0,943.= 14,996 Н;

R2

 

 

R1 sin

1 / sin

2

 

14,996 0,423/ 0,707 = 8,972 Н;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.8. F

 

mgctg

 

mg( R

 

 

h ) 1 2Rh

 

 

H 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

213

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.9.tg 2 ;

8.10. arctg 1 / 318,5 ;

8.11.2000 Н;

8.12. RB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

346,41 Н;

 

 

mgl /( 4BC )

1200 2 /( 4 3 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300 Н;

 

 

 

 

 

N

 

 

RB cos

346,41

2 / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

RC

 

 

mg

 

 

 

RB sin

 

 

 

 

1200

346,41 0,5

1026,79 Н;

8.13. N

 

 

mg

 

80 Н; F

 

 

 

T

 

0,5mgctg

30,1 Н;

8.14. P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ql = 11,63 кн;

 

 

 

 

 

0,5( G

 

 

 

0,5P )

3

 

 

 

 

 

 

8.15. G

 

( P(0,5b

 

a )

 

0,5Qa ) / l

 

 

 

13 кН;

 

 

 

8.16. RC = 5000 Н; RD = 3700 Н;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.17. RA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RB = 26,8 Н;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RC

 

 

( 3

3

 

2 )F /

 

 

2 = -135,5 Н;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RD

 

 

((

 

3

 

 

 

2 )F /

2 )

 

P /

 

3 = 57,8 Н;

 

 

 

8.18. X A

 

 

 

 

3,7 кН; YA = 20,4 кН;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.19. X A

 

 

0,5F = 600 Н; RC = 3100,8 Н; YA

337, 2 Н;

 

T = 10,17 кН; X D

 

 

 

10,17 кН; YD

6,3 кН;

 

 

8.20. X A

 

 

 

 

5,76 Н; YA

 

 

90 Н; m

 

 

 

240 Н*м; RC

 

11,52 Н;

8.21.

m1

 

 

 

sin(

 

 

 

 

)

 

 

при опускании груза А;

 

 

m2

 

 

 

 

sin(

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

m1

 

 

 

 

sin(

 

 

 

 

)

 

при опускании груза В;

 

 

 

 

m2

 

 

 

 

sin(

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin(

 

 

 

 

 

 

)

 

m1

 

 

sin(

 

 

)

 

при равновесии;

 

 

sin(

 

 

 

 

 

 

)

 

 

m2

 

 

 

sin(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.22. mx ( Q )

aQ / 2 ; my ( Q )

mz ( Q )

aQ /

2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mx ( P ) 0 ; my ( P ) Pa ; mz ( P ) Pa ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mx ( S ) aS / 3 ; my ( S ) aS 3 ; mz ( Q ) 0 ; 9.1. Rx 0; Ry 0; Rz 0; R 0; M Ox 16 Н*м;

214

M Oy

-2 Н*м; M Oz

-17 Н*м; M O 23,4 Н*м;

 

 

 

 

cos( M O ,i ) = = 0,683;

cos( M O , j ) = -0,085;

cos( M O ,k ) = -0,726;

9.2. Rx 0; Ry 20 3 Н; Rz 0; R 20 3 Н;

M Ox = -3,46 Н*м; MOy = 0; M Oz = 0; M O = 3,46 Н*м;

9.3.Rx 0; Ry -30 Н; Rz 0; R 30 Н;

M Ox = 0; MOy = 2 Н*м; M Oz = -1 Н*м; M O = 5 Н*м;

9.4.N = 8,66 Н; X A 27,84 Н; YA -3,75 Н; Z A 7,5 Н;

X B 0; YB 0; ZB 0;

9.5.T1 125 Н; T2 250 Н; T1 250 Н;

9.6.T = 193,2 Н; X A 25 Н; YA 139,9 Н; Z A 300 Н; X B 71,6 Н; YB 27,4 Н;

9.7.X B X A 28,8 Н; YA -28,8 Н; Z A 40 Н;

X E

 

ZB

0; YE

 

28,8 Н; ZE

60 Н;

 

9.8. X 0

10 Н; Y0

-45 Н; Z0

27,3 Н; M x

1,35 Н*м;

M y

 

-33,65 Н*м; M z

-45,625 Н*м;

 

9.9. T 160 Н; X A

 

180 Н; YA

0;

Z A

60 Н;

X B

 

60 Н; YB

 

0; ZB

 

 

20 Н;

 

 

 

9.10. X 0

 

10 Н; Y0

 

-45 Н; Z0

7,3 Н; M x

18,65 Н*м;

M y

 

-21,15 Н*м; M z

-45,625 Н*м;

 

10.1. x

 

r(

2 )

;

y

 

 

2r

 

;

 

 

 

 

C

2(

1 )

 

 

C

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.2. xC

 

9,07 мм; ;

yC

 

26,5 мм;

 

 

 

10.3. xC

2r( 3

8 ) /( 9

 

) ; yC

4r /( 3

) ;

 

10.4. J max

220 см4;

J min

53 см4;

33 10’;

 

 

 

 

 

 

10.5. xC

0 ; yC 6

3R /

515.

 

 

 

 

 

215