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理论力学(第六版)课后题答案哈工大.pdf

理论力学(第六版)课后题答案哈工大

lbf123
2010-10-08 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《理论力学(第六版)课后题答案哈工大pdf》,可适用于高等教育领域

第章静力学公理和物体的受力分析画出下列各图中物体AABC或构件ABAC的受力图。未画重力的各物体的自重不计所有接触处均为光滑接触。PNFNFA(a)(a)PNFATF(b)(b)PBANFNFNF(c)(c)ABPPAxFAyFTF(d)(d)FBFAFBA(e)(e)理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社acer高亮acer高亮ABFAxFBFAyFq(f)(f)ABFCCFAF(g)(g)ACPCFAxFAyFBP(h)(h)BFCAxFADCFAyF(i)(i)(j)(j)ABCPAxFAyFBFF(k)(k)理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社CACAFACFBAFABFBAPACF′ABF′(l)(l)(l)(l)图画出下列每个标注字符的物体的受力图。题图中未画重力的各物体的自重不计所有接触处均为光滑接触。NFPCNF′(a)(a)PNFNFAxFAyFPCABPNFAxFANFBAyF(a)(a)PPANFNFNFB(b)(b)PANFNFPNFNF′NFB(b)(b)理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社BNFAPAxFAyFDCNFP(c)(c)PBNFDNFTFAPAxFAyFTF′(c)(c)BACDCFAyFqBFAxF(d)(d)ACDCFAyFqAxFDyFDxFBDBFqDxF′DyF′(d)(d)ABCPqAxFAyFCyFCxFABqAxFAyFBxFByFBCPCxFCyFBxF′ByF′(e)(e)(e)(e)CABFByFBxFAxFAyFF(f)(f)理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社CAAxFAyFFCxFCyFCBFByFBxFCxF′CyF′(f)(f)PBFAyFAxFACB(g)(g)BFAyFAxFACBTFCxFDPCCxF′CyF′TF(g)(g)BAxFAyFABF′FDBCxFCyFCBFF(h)(h)(h)AOCOyFOxFCxFCyFAxFAyFCDFCyF′CxF′EFABE(i)(i)(i)理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社ABOCOyFOxFBxFByFDFEABBxFByFEF′AxF′AyF′(i)(i)ABCHEDPAyFAxFBxFByFBCByFBxFCyFCxFTF(j)(j)(j)DTFTFDyFDxFETF′TFExFEyFADAxFAyFDyF′DxF′ECCyF′CxF′ExF′EyF′(j)(j)(j)BBFCFDEF′CyF′CxF′Eθ(k)(k)ABBFCFAyFAxFEDθACyFCFAyFAxFDEFCxFDθ−°(k)(k)DE理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社ABAFBFCFCBDDFFBF′(l)(l)(l)EEFFDDF′ABCDEFFAFCFEF(l)(l)或BCCFDyFDxFFBF′DDEDyF′EyFExFDxF′FABCDEFFAFCFEyFExF(l)’(l)’(l)’CCyFFCxFBAADF′(m)(m)EFEADFDHFHFADFADF′AD(m)(m)理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社BOAOxFOyFBNFANFkF(n)(n)DqNFNFNFBF′B(n)BDGFACEAFCFEFFGF(o)(o)BABFAFBDCFDFBF′CDEFFFDF′FFE(o)(o)(o)图理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社第章平面汇交力系与平面力偶系铆接薄板在孔心AB和C处受个力作用如图a所示。N=F沿铅直方向N=F沿水平方向并通过点AN=F力的作用线也通过点A尺寸如图。求此力系的合力。FFRFdcbaFθyxFFFA(a)(b)(c)图解()几何法作力多边形abcd其封闭边ad即确定了合力FR的大小和方向。由图b得R)()(××=FFFFF)NN()NN(××==N)arccos(),(RRFFF×=∠FF)NNNarccos(′==×=oo()解析法建立如图c所示的直角坐标系Axy。NNN=×==×=∑FFFxNNN=×=×=∑FFFyN)(RjiF=NN)(N)(R==F如图a所示固定在墙壁上的圆环受条绳索的拉力作用力F沿水平方向力F沿铅直方向力F与水平线成°角。个力的大小分别为F=NF=NF=N。求个力的合力。FFF°yOx(a)(b)(c)图解()解析法建立如图b所示的直角坐标系Oxy。°=∑cosFFFx°⋅=cosNN=NFFFRFOabcθ°理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社°=∑sinFFFy°⋅=sinNN=NR)()(yxFFF∑∑=()N=N=)arccos(),(RRFFxx∑=∠FF)NNarccos(′°==()几何法作力多边形Oabc封闭边Oc确定了合力FR的大小和方向。根据图c得R)sin()cos(°°=FFFFF)sin()cos(°°==NRRarccos),(FFx∑=∠FFNNarccos=′°=物体重P=kN用绳子挂在支架的滑轮B上绳子的另端接在绞车D上如图a所示。转动绞车物体便能升起。设滑轮的大小、杆AB与CB自重及摩擦略去不计ABC三处均为铰链连接。当物体处于平衡状态时求拉杆AB和支杆CB所受的力。yxB°°TFABFCBFP(a)(b)图解取支架、滑轮及重物为研究对象坐标及受力如图b所示。由平衡理论得sincos,T=°−°−−=∑FFFFCBABxcossin,T=−°−°−−=∑PFFFCBy将FT=P=kN代入上述方程得kN=ABF(拉)kN−=CBF(压)火箭沿与水平面成°=β角的方向作匀速直线运动如图a所示。火箭的推力F=kN与运动方向成°=θ角。如火箭重P=kN求空气动力F和它与飞行方向的交角γ。yxθϕPβγFF(a)(b)图解坐标及受力如图b所示由平衡理论得sin)cos(,=−=∑ϕβθFFFx())cos(sinβθϕ=FF理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社cos)sin(,=−=∑ϕβθFPFFy())sin(cosβθϕ−=FPF式()除以式()得)sin()cos(tanβθβθϕ−=FPF代入有关数据解得°=ϕ°=°−°°=−°=βϕγ将ϕ值等数据代入式()得kN=F如图a所示刚架的点B作用水平力F刚架重量不计。求支座AD的约束力。yxBADCAFDFF(a)(b)图解研究对象:刚架。由三力平衡汇交定理支座A的约束力FA必通过点C方向如图b所示。取坐标系Cxy由平衡理论得,=×−=∑AxFFF(),=×−=∑ADyFFF()式()、()联立解得FFFA==FFD=如图a所示输电线ACB架在两线杆之间形成下垂曲线下垂距离CD=f=m两电线杆距离AB=m。电线ACB段重P=N可近似认为沿AB连线均匀分布。求电线中点和两端的拉力。mmyOCθxCTFPATFD(a)(b)图解本题为悬索问题这里采用近似解法假定绳索荷重均匀分布。取AC段绳索为研究对象坐标及受力如图b所示。图中:N==PW由平衡理论得cos,TT=−=∑θACxFFF()理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社sin,T=−=∑WFFAyθ()式()、()联立解得NsinT===θWFANNcosTT=×==θACFFN因对称TT==ABFFN如图a所示液压夹紧机构中D为固定铰链BCE为活动铰链。已知力F机构平衡时角度如图a求此时工件H所受的压紧力。yFBθCBCFBFNyθCDFx′θBCF′θCEFxCyθCEF′EFNHFNE(a)(b)(c)(d)图解()轮B受力如图b所示。由平衡理论得θsin,FFFBCy==∑(压)()节点C受力如图c所示。由图c知CDBCFF⊥'由平衡理论得)cos(,=−°−=∑θCEBCxFFFθsinBCCEFF=()节点E受力如图d所示θθNsincos',FFFFCEHy===∑即工件所受的压紧力θNsinFFH=图a所示为拨桩装置。在木桩的点A上系绳将绳的另端固定在点C在绳的点B系另绳BE将它的另端固定在点E。然后在绳的点D用力向下拉使绳的BD段水平AB段铅直DE段与水平线、CB段与铅直线间成等角rad=θ(当θ很小时θθ≈tan)。如向下的拉力F=N求绳AB作用于桩上的拉力。yxDBFDEFθDFyxBCFABFDBF′Bθ(a)(b)(c)图理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社解()节点D坐标及受力如图b由平衡理论得cos,=−=∑θDEDBxFFFsin,=−=∑FFFDEyθ解得θcotFFDB=讨论:也可以向垂直于DEF方向投影直接得θcotFFDB=()节点B坐标及受力如图c所示。由平衡理论得sin,'=−=∑DBCBxFFFθsin,=−=∑ABCByFFFθ解得kNNcotcot=====θθθFFFFDBAB铰链杆机构CABD的CD边固定在铰链A、B处有力FF作用如图a所示。该机构在图示位置平衡不计杆自重。求力F与F的关系。yxABFFACFA°°xyB°°ABF′FBDF(a)(b)(c)图解()节点A坐标及受力如图b所示由平衡理论得coscos,=°°=∑FFFABx°−=cosFFAB(压)()节点B坐标及受力如图c所示由平衡理论得coscos,=°−°−=∑FFFABxcosFFFFAB=°=−=即F﹕=F如图所示刚架上作用力F。试分别计算力F对点A和B的力矩。解θcos)(FbM−=FA)cossin(sincos)(θθθθbaFFaFbMB−=−=F图为了测定飞机螺旋桨所受的空气阻力偶可将飞机水平放置其轮搁置在地秤上如图a所示。当螺旋桨未转动时测得地秤所受的压力为kN当螺旋桨转动时测得地秤所受的压力为kN。已知两轮间距离m=l求螺旋桨所受的空气阻力偶的矩M。理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社lOPNFNFM(a)(b)图解研究对象和受力如图b约束力改变量构成力偶则=∑M)kNkN(=−−lMmkNkN⋅=⋅=lM已知梁AB上作用力偶力偶矩为M梁长为l梁重不计。求在图abc三种情况下支座A和B的约束力。BFllAFABM(a)(a)BAllBFAFM(b)(b)lθlθAFABMBF(c)(c)图解(a)梁AB受力如图a所示。BAFF,组成力偶故BAFF==∑AM=−MlFBlMFB=lMFA=(b)梁AB受力如图b所示。=∑AM=−MlFBlMFFAB==(c)梁AB受力如图c所示。=∑AMcos=−MlFBθθcoslMFFAB==图a所示结构中各构件自重不计。在构件AB上作用力偶矩为M的力偶求支座A和C的约束力。解()BC为二力杆:BCFF−=(图c)()研究对象AB受力如图b所示',BAFF构成力偶则=∑MN=−××MaFAaMaMFA==理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社aMFFFABC===AFA°BBF′MCBCFBF°(a)(b)(c)图图a中两齿轮的半径分别是rr作用于轮I上的主动力偶的力偶矩为M齿轮的啮合角为θ不计两齿轮的重量。求使两轮维持匀速转动时齿轮II的阻力偶之矩M及轴承OO的约束力的大小和方向。θOMrF′OFθOFF′MOθθr(a)(b)(c)图解()轮O受力如图b所示cos,=−=∑θrFMMOθcosrMFO=(方向如图)()轮O受力如图c所示cos,=−=∑θrFMMOθcosrMFO=(方向如图)'OOFFFF===MrrM=直角弯杆ABCD与直杆DE及EC铰接如图a作用在杆DE上力偶的力偶矩mkN⋅=M,不计各杆件自重,不考虑摩擦尺寸如图。求支座AB处的约束力和杆EC受力。°°DFECFEDMCDEABBFmAF°M(a)(b)(c)图解()EC为二力杆杆DE受力如图b所示理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社,=⋅⋅−=∑MFMEC()kNkN===ECF()整体受力图c。为构成约束力偶与外力偶M平衡有BAFF=cos,=°⋅×−=∑AFMMkN⎟⎠⎞⎜⎝⎛=AFkN≈kN≈BF在图a所示结构中各构件的自重略去不计在构件BC上作用力偶矩为M的力偶各尺寸如图。求支座A的约束力。CFBFBCMyx°AFCFCADFll(a)(b)(c)图解()研究对象BC受力如图b所示为构成约束力偶有CBFF=MlFMB,=⋅−=∑lMFB=lMFFBC==()研究对象:ADC受力如图c所示cos,'=°−=∑ACxFFFlMFFCA'==(方向如图)在图a所示机构中曲柄OA上作用力偶其力偶矩为M另在滑块D上作用水平力F。机构尺寸如图各杆重量不计。求当机构平衡时力F与力偶矩M的关系。aOFABFθθMAOxθθBBDFBCFθABF′DNFFBDF′θxD(a)(b)(c)(d)图解()杆AO受力如图b所示=∑MMaFAB=⋅θcosθcosaMFAB=()()节点B受力如图c所示=∑xFsincos'=−θθBDABFF理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社式()代入上式得θθθθθsincoscossincos'aMFFABBD==()()滑块D受力如图d所示=∑xFcos=−θBDFF式()代入上式得θcotaMF=理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社第章平面任意力系图a中已知N=FN=FN=FN'==FF。求力系向点O简化的结果并求力系合力的大小及其与原点O的距离d。xyOOMRF′RF(a)(b)图解()求合力RF的大小×−×−×−=∑FFFFxNNNN−=×−×−×−=×−×−×−=∑FFFFyNNNN−=××−×−=主矢()NN)()()()('R=−−=∑∑=yxFFF主矩mmm×−××=FFFMOmNmNmNmN⋅=×−××=(逆)合力RF在原点O的左侧上方如图b所示且N'RR==FF()求距离dcmmNmN'R==⋅==FMdO(图b)图a所示平面任意力系中N=FN=FN=FN=FmmN⋅=M。各力作用位置如图b所示图中尺寸的单位为mm。求:()力系向点O简化的结果()力系的合力的大小、方向及合力作用线方程。yxORF′RFOM(a)(b)图理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社解()向点O简化N'R−=−−⋅=FFFFx'R=−⋅=FFFyNRiF'−=MFFFMO−×−××=mmmmmmmmNmmNmmNmmNmmN⋅−=⋅−×−××=(顺)()合力大小:NR=F方向水平向左。合力作用线方程:mmNmmNR=⋅==FMyO由OM转向知合力作用线方程为mm−=y如图所示当飞机作稳定航行时所有作用在它上面的力必须相互平衡。已知飞机的重力kN=P螺旋桨的牵引力kN=F。飞机的尺寸:m=am=bm=cm=l。求阻力xF机翼升力yF和尾部的升力yF。解选择坐标系如图。=∑xF=−FFxkN==FFx=∑AM)()(=−−cbFPalaFykN)(==lacbFPaFy=∑yF=−PFFyykN=−=yyFPF图在图a所示刚架中kNm=qkN=FmkN⋅=M不计刚架的自重。求固定端A的约束力。FMB°mqAAMAxF(a)(b)图解受力如图b所示kNsin,=°==∑FFFAyycosm,=°−×=∑FqFFAxx=AxFmcosmsinmm,=×°×°−−××−=∑FFMqMMAAmkN⋅=AM(逆)理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社AF如图a所示飞机机翼上安装台发动机作用在机翼OA上的气动力按梯形分布:kNm,kNm==qq机翼重为kN=P发动机重为kN=P发动机螺旋桨的作用力偶矩mkN⋅=M。求机翼处于平衡状态时机翼根部固定端O的受力。FFqqPPmmmxAyOMOMOF(a)(b)图解研究对象:机翼(含螺旋桨)受力如图b所示。梯形分布载荷看作三角形分布载荷(qq−)和均布载荷q两部分合成。三角形分布载荷qq−的合力Nm)(=×−=qqF均布载荷q的合力m=×=qFNF位于离Om处。,=−−=∑PPFFFFOyFFPPFO−=N−=kN−==∑OMmmmm=−×−×−⋅××MPPFFMO=OMmkN⋅(逆)无重水平梁的支承和载荷如图a、图b所示。已知力F力偶矩为M的力偶和强度为q的均匀载荷。求支座A和B处的约束力。FBaaAMBF(a)(a)aaaDABFqBFAFM(b)(b)图解()梁AB坐标及受力如图a所示,=×−−×=∑aFMaFMBA)(aMFFB=,=−=∑FFFFBAy)(aMFFFFBA−=−=()梁AB坐标及受力如图b所示=∑AM=−×−×MaFaFqaB理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社)(qaaMFFB−=,=−−=∑qaFFFFBAy)(qaaMFFA−−=如图a所示液压式汽车起重机全部固定部分(包括汽车自重)总重为kN=P旋转部分总重为kN=Pm=am=bm=lm=l。求:()当m=l起吊重为kN=P时支撑腿AB所受地面的约束力()当m=l时为了保证起重机不致翻倒问最大起重为多大?abPPPABlllAFBF(a)(b)图解整体坐标及受力如图b所示。()求当m=lkN=P时的AFBF)()()()(,=−−−−−=∑llFllPblPalPMBAkN)()()(=−=llPblPalPllFB,=−−−=∑PPPFFFBAykN=−=BAFPPPF()求当m=l时保证起重机不翻倒的P。起重机不翻倒的临界状态时=AF。=∑BM)()()(=−−−llPblPlaPkN)()(=−−=blPlaPllP即kNmax=P如图a所示行动式起重机不计平衡锤的重为kN=P其重心在离右轨m处。起重机的起重力为kN=P突臂伸出离右轨m。跑车本身重力略去不计欲使跑车满载时起重机均不致翻倒求平衡锤的最小重力P以及平衡锤到左轨的最大距离x。mAFBFPPmmxP(a)(b)图解起重机受力如图b所示。理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社()起重机满载时不向右倾倒临界状态下=AF。mm)m(,=×−×−=∑PPxPMB()()起重机空载时向左不倾斜临界状态下=BF)mm(,=−=∑PxPMA()式()、()联立解得kNmin==PPmmax===PPxx飞机起落架尺寸如图a所示ABC均为铰链杆OA垂直于AB连线。当飞机等速直线滑行时地面作用于轮上的铅直正压力kNN=F水平摩擦力和各杆自重都比较小可略去不计。求A、B两处的约束力。C(a)(b)图解如图b杆BC为二力杆BF沿BC。=∑AMmmsinN=×××°−BFFkN=BF(拉)=∑xFsinN=×°−BAxFFFkN−=AxF=∑yFcosN=×°BAyFFFkN−=AyF水平梁AB由铰链A和BC所支持如图a所示。在梁上D处用销子安装半径为m=r的滑轮。有跨过滑轮的绳子其端水平系于墙上另端悬挂有重为N=P的重物。如m=ADm=BD°=ϕ且不计梁、杆、滑轮和绳的重力。求铰链A和杆BC对梁的约束力。解整体坐标及受力如图b所示:NT==PF)(sin)(,T=⋅−=∑DBADFrADPrFMBCAϕNNsin)(==⋅=ϕBDADADPFBC(拉)理论力学(第七版)课后题答案哈工大高等教育出版社PBArDBCFTFAyFAxFϕ(a)(b)图cos,T=−−=∑ϕBCAxxFFFFNcosT==ϕBCAxFFFsin,=−=∑PFFFBCAyyαNsin=−=ϕBCAyFPF如图a所示组合梁由AC和CD两段铰接构成起重机放在梁上。已知起重机重为kN=P重心在铅直线EC上起重载荷为kN

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