工程力学习题答案 - 范钦珊 - 蔡新着 - 工程静力学与材料力学 - 第二版

2026/4/27 21:28:19

1-1 图a、b所示,Ox1y1与Ox2y2分别为正交与斜交坐标系。试将同一方F分别对两坐标系进行分解和投影,并比较分力与力的投影。

(a) (b)

习题1-1图 yy2

Fy1 FFy2

FFy2 Fy1

?x x2Fx1Fx2 Fx1 Fx2

(d) (c)

解:(a),图(c):F?Fsoc? i1?Fis? j1 n 分力:Fx1?Fcos? i1 , Fy1?Fsin? j1 投影:Fx1?Fcos? , Fy1?Fsin?

讨论:?= 90°时,投影与分力的模相等;分力是矢量,投影是代数量。 (b),图(d):

Fsin?j2 分力:Fx2?(Fcos??Fsin? tan?)i2 ,Fy2?sin? 投影:Fx2?Fcos? , Fy2?Fcos(???) 讨论:?≠90°时,投影与分量的模不等。

1-2 试画出图a、b两情形下各物体的受力图,并进行比较。 FAy

FAxA

C

D

FRD (a-1) (a) (b)

习题1-2图 CFAyFFAyFC FAxFAx ABCC A D ' FCFRDDFRD

(b-1) (a-2) (a-3)

比较:图(a-1)与图(b-1)不同,因两者之FRD值大小也不同。 1-3 试画出图示各物体的受力图。

1

FB

FB

FDCABFA(a-1)

FB FCBFB

3图 习题1- F D FAx A FAy 或(a-2) B D FDC

CCBFFBBFAxAFB FAy(b-1)

FBAC?WFAxFA A FAyDFA

(c-1) 或(b-2) (d-1)

FCDF F CC FAx?Fc A BC AFAy DFA B FFD D FA FB 或(d-2) (e-1) (e-2)

DFFO1 'FAFO1 CAA FOxOO1FOxO FOyFOy BAFA A AFFAA W FB WF B (f-2) (f-3) (e-3) (f-1)

1-4 图a所示为三角架结构。力F1作用在B铰上。杆AB不计自重,杆BD杆自重为W。试画出图b、c、d所示的隔离体的受力图,并加以讨论。

B 2

FAABFB1FA BAFB2xFDyC(b-1) BFB2yF'B1F'B2xF'B2yF1 (b-3)

FDxDW(b-2)

FAABFB1(d-1)

F'Bx (c-1) FDDx FDy

2BF'B2xBCF1F'B2yWFDxFDy D

F'B2y

F'B2BF1(c-2) W(d-2)

1-5 试画出图示结构中各杆的受力图。

习题1- 5图

F FET

EE

FCxC

FCy' FE

(a-2) BFE W

(b-1) E FB

(b-2)

'FB

' FCFCxAxA

B

' FCyFAy (a-3)

(b-3)

BFBFCC'FCC'FDDFAxAFAy(a-1)

DFD'CFC' FB CC ''FDFEFE FDD FAxDEE AB

FAy习题1-6图 FB

(c)

1-6 图示刚性构件ABC由销钉A和拉杆GH支撑,在构件的点C作用有一水平力F。试问如果将力F沿其作用线移至点D或点E(如图示),是否会改变销钉A的受力状况。

解:由受力图1-6a,1-6b和1-6c分析可知,F从C移至E,A端受力不变,这是因为力F在自身刚体ABC上滑移;而F从C移至D,则A端受力改变,因为HG与ABC为不同的刚体。 FAFAFAFGG AGADAFDFD 3 ECF?CCHFFHFHHHHFH

HF(a)

(b)

(c)

1-7 试画出图示连续梁中的AC和CD梁的受力图。

F1F2' FFAxCxCA DFCxBFDx C FBFAy'FCyFCyFDy

(b) (a)

习题1-7图

1-8 图示压路碾子可以在推力或拉力作用下滚过100mm高的台阶。假定力F都是沿着连杆AB的方向,与水平面成30°的夹角,碾子重为250N。试比较这两种情形下所需力F的大小。

4niscra 解:图(a):??

5 ?Fx?0

Fsin(60???)?Wsin??0 F?1672N 图(b):??53.13? ?Fx?0

Fcos(??30?)?Wsin??0 F?217N

习题1-8图

yFxx FB?? 3030 W?W? FNFN

(b) (a)

1-9 两种正方形结构所受力F均已知。试分别求其中杆1、2、3所受的力。 解:图(a):2F3cos45??F?0

y2F(拉) 2 F1 = F3(拉)

F2?2F3cos45??0 F3? F2 = F(受压) 图(b):F3?F3??0 F1 = 0

∴ F2 = F(受拉) F F3 F33 45A

1F2

F1

?F习题1-9图

DAF3F3DF2(a-2)

F3?

F1(b-1) (a-1)

(b-2)

F3?

4


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