Материал: Статика. Методические указания и контрольные задания по теоретической механике для студентов дистанционной формы обучения. Козлов В.А., Ефрюшин С.В

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

Из первого уравнения ХА=5 кН,

из третьего

RB 6 20

3 40,64 кН, из

второго Y

(6 5 3) 14,66 кН; знак «–»

показывает,

что истинное

 

A

 

 

 

направление YA противоположно изображённому на рис. С2.2.

 

Проверка:

 

 

 

mkB YA 15 P 9 F sin 600

5 (6 5 3) 15 90 75

3 0.

При определении усилий в стержнях 1 – 4 методом вырезания узлов сначала мысленно вырезается узел D (в нём сходятся два стержня, усилия в которых неизвестны), и изображаются все приложенные к нему силы и реакции

(рис. С2.3).

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А А

 

 

 

β

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

YА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. С2.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. С2.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По геометрическим размерам

фермы (рис. С.2.5)

tg 9 / 22,5 0,4 ,

следовательно, sin 0,3714,

cos 0,9285. Уравнения равновесия имеют вид

Fkx

 

0 :

P S2 cos 0;

S2 10,77 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fky

 

0 :

S2 sin S1 0;

S1

4 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Затем

 

 

вырезается узел А (рис.

С2.4), здесь неизвестны

 

усилия S3 , S4 ;

tg 7 / 5 1,4;

sin 0,8137;

 

 

cos 0,5812.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fky

 

0 :

YА S1 S3 sin 0;

S3 13,1 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fkx

 

0 :

X А S3 cos S4

0;

S4 12,61 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При определении усилий в стержнях 5 – 7 методом Риттера ферма рассекается по этим трём стержням на две части. Одна из частей вместе с приложенными к ней нагрузками мысленно отбрасывается, а её действие на

оставшуюся часть заменяется усилиями S5 , S6 , S7 , которые направлены вдоль соответствующих стержней в сторону отброшенной части (рис. С2.5).

Для определения S5 составляется уравнение моментов от сил,

приложенных к оставшейся части фермы, относительно точки пересечения двух остальных разрезанных стержней (точка L).

mkL 0 :

YA 10 P 9 S5 cos 7 S5 sin 5 0;

S5 12,19 кН.

11

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β

 

 

 

 

 

 

 

β

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XА

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 м

 

 

5 м

 

5 м

 

 

5 м

 

 

2,5 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. С2.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для определения S6

составляется уравнение моментов относительно точки N.

mkN 0 : YA

22,5 P 9 S6 cos 7 S6 sin 17,5 0; S6

23,58 кН.

При определении S7

составляется уравнение моментов относительно точки Е.

mkE 0 :

YA 5 X A 7 P 2 S7 7 0; S7

12,61 кН.

 

 

 

 

 

Результат

S4 S7 согласуется с леммой 2

о нулевых стержнях [1, §12], что

является дополнительной проверкой результатов счёта.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: X A 5 кН; YA 14,66 кН;

RB 40,64 кН; S1 = 4 кН; S2 = –10,77

кН; S3 = 13,1 кН; S4 = –12,61 кН; S5 = 12,19 кН; S6 = –23,58 кН; S7 = –12,61 кН.

Знаки указывают, что сила

 

YA направлена противоположно показанному на

рис. С2.2, стержни 2,4,6,7 – сжаты, 1,3,5 – растянуты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица С2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

 

0

 

 

 

1

 

2

 

 

3

 

 

 

4

 

 

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

условия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F, кН

 

 

6

 

 

 

7

 

8

 

 

9

 

 

 

10

 

 

 

11

 

12

 

13

 

14

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

30

 

 

 

45

 

60

 

 

120

 

 

135

 

 

150

 

45

 

150

 

60

 

135

12

 

 

 

2

5

F

α

 

 

2

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

Рис. 0

Q

 

3

6

 

 

 

 

а

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

4

7

 

 

В

 

 

 

а

а

P

а

а

2

 

2

 

5

P

Q

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1

1

3

 

6

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

А

 

4

α

7

 

В

 

 

а

а

а

а

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

а

Рис. 2

а

F

α

2

13

А4

а

Q

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

В

 

 

 

 

 

 

 

а

 

а

 

а

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

2

Q

 

P

 

 

 

 

 

 

Рис. 3

1

3

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

4

α

7

 

В

 

 

а

а

а

а

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

α

F

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4

Q

1

3

 

6

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

4

 

7

 

 

 

В

 

 

 

а

 

а

P

а

 

а

 

2

 

2

 

 

P

 

 

Q

 

а

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

Рис. 5

 

1

 

6

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

4

α

7

 

 

 

В

 

 

 

а

а

 

а

 

а

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

2

 

5

 

α

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6

 

1

3

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

4

 

7

 

 

 

В

а

а

P а

а

а

 

F

Q

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

Рис. 7

 

2

6

 

 

 

а

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

4

7

 

 

В

 

 

а

а

P

а

а

14

 

 

 

F α

 

 

 

 

2

2

5

 

 

 

Рис. 8

а

 

 

 

 

 

Q

 

6

 

 

 

 

3

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

4

7

 

 

В

 

 

а

а

P

а

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 9

 

 

 

 

 

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

4

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

В

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

а

 

 

а

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача С3

Определить координаты центра тяжести плоской фигуры, изображённой на соответствующем варианту задания рисунке (рис. 0 – 9), с учётом геометрических данных табл. С3.

Указания. Задача относится к теме: определение положения центра тяжести плоских фигур. В решении необходимо применить способ разбиения, при котором плоская фигура разбивается на простейшие части (прямоугольник, треугольник, полукруг), для которых положение центра тяжести известно:

для прямоугольника (квадрата) – на пересечении диагоналей; для прямоугольного треугольника – в точке пересечения отрезков,

проведённых на расстоянии 1/3 длины соответствующего катета ему перпендикулярно от вершины прямого угла;

для полукруга – на оси симметрии полукруга на расстоянии 4R / 3 от центра соответствующего круга.

Координаты центра тяжести плоской фигуры определяются по формулам

xC

1

Si xi ,

yC

1

Si yi ,

S

S

 

i

 

i

15

Источник: https://studfile.net/preview/16564112/