1 解:以三力交点为原点 FIX=-FI=-2000N F2x=-F2cos300=-5000×0.866N=-4330N, Fly=0 F2y=-F2sin300=-5000×0.5N=-2500N,F3x=-F3= 3000N Fx=∑Fx=-2000-4330+0=-6330N Fy=∑Fy=0-2500-3000=5500N F=F2+B2=-63302+(-500=8386 由于Fx、Fy都是负值,所以合力应在第三象限,图b。 Cosa=|{2F=6330/8386=07548 例2-2图示为一简易起重机装置,重量G=2kN的重物吊在钢丝绳 的一端,钢丝绳的另一端跨过定滑轮A,绕在绞车D的鼓轮上,定滑轮 用直杆AB和AC支承,定滑轮半径较小,大小可忽略不计,定滑轮、直 杆以及钢丝绳的重量不计,各处接触都为光滑。试求当重物被匀速提升 时,杆AB、AC所受的力
解:以三力交点为原点。 F1x=-F1=-2000N, F2x=-F2cos300=-5000×0.866N=-4330N, F3x=0 F1y=0, F2y=-F2sin300=-5000×0.5N=-2500N, F3x=-F3=- 3000N Fx=∑Fx=-2000-4330+0=-6330N Fy=∑Fy=0-2500-3000=-5500N 由于 Fx、Fy 都是负值,所以合力应在第三象限,图 b。 例 2-2 图示为一简易起重机装置,重量 G=2kN 的重物吊在钢丝绳 的一端,钢丝绳的另一端跨过定滑轮 A,绕在绞车 D 的鼓轮上,定滑轮 用直杆 AB 和 AC 支承,定滑轮半径较小,大小可忽略不计,定滑轮、直 杆以及钢丝绳的重量不计,各处接触都为光滑。试求当重物被匀速提升 时,杆 AB、AC 所受的力
A 30 30 30 G 解因为杆AB、AC都与滑轮接触,所以杆AB、AC上所受的力就可 以通过其对滑轮的受力分析求出。因此,取滑轮为研究对象,作出它的 受力图并以其中心为原点建立直角坐标系。由平面汇交力系平衡条件列 平衡方程有 NAB NAC cos30°-Fsin30°=0 ∑E=0 Fsin30°-Fcos30°-G=0 求出: G-Fcos30°-2-2×0.866 -kN=-746kN sin30° 0.5 B=- Fauc cos300-Fsin30=(746×0866-2×05kM=546kN FNAC为负值,表明FNAC的实际指向与假设方向相反,即AC杆为 受压杆件。 解静力学平衡问题的一般方法和步骤: 1.选择研究对象所选研究对象应与已知力(或已求出的力)、未
解 因为杆 AB、AC 都与滑轮接触,所以杆 AB、AC 上所受的力就可 以通过其对滑轮的受力分析求出。因此,取滑轮为研究对象,作出它的 受力图并以其中心为原点建立直角坐标系。由平面汇交力系平衡条件列 平衡方程有 求出: FNAC 为负值,表明 FNAC 的实际指向与假设方向相反,即 AC 杆为 受压杆件。 解静力学平衡问题的一般方法和步骤: 1.选择研究对象 所选研究对象应与已知力(或已求出的力)、未
知力有直接关系,这样才能应用平衡条件由已知条件求未知力; 2.画受力图根据研究对象所受外部载荷、约束及其性质,对研究 对象进行受力分析并得出它的受力图。 3.建立坐标系,根据平衡条件列平衡方程在建立坐标系时,最好 有一轴与一个未知力垂直。在根据平衡条件列平衡方程时,要注意各力 投影的正负号。如果计算结果中出现负号时,说明原假设方向与实际受 力方向相反。 45 1.已知F1=500N,F2=300N,F3=600N,F4=1000N,用解析法求它 们的合力的大小和方向 2.圆柱形容器搁在两个滚子A、B上,A、B处于同一水平线,已知 容器重G=30KN,半径R=500mm,滚子半径r=50mm,两滚子中心1=750m, 求滚子A、B所受的压力。 2.2力矩与平面力偶系 2.2.1力对点之矩(简称为力矩) 1.力对点之矩的概念 为了描述力对刚体运动的转动效应,引入力对点之矩的概念
知力有直接关系,这样才能应用平衡条件由已知条件求未知力; 2.画受力图 根据研究对象所受外部载荷、约束及其性质,对研究 对象进行受力分析并得出它的受力图。 3.建立坐标系,根据平衡条件列平衡方程 在建立坐标系时,最好 有一轴与一个未知力垂直。在根据平衡条件列平衡方程时,要注意各力 投影的正负号。如果计算结果中出现负号时,说明原假设方向与实际受 力方向相反。 1.已知 F1=500N,F2=300N,F3=600N,F4=1000N,用解析法求它 们的合力的大小和方向。 2.圆柱形容器搁在两个滚子 A、B 上,A、B 处于同一水平线,已知 容器重 G=30KN,半径 R=500mm,滚子半径 r=50mm,两滚子中心 l=750mm, 求滚子 A、B 所受的压力。 2.2 力矩与平面力偶系 2.2.1 力对点之矩 (简称为力矩) 1.力对点之矩的概念 为了描述力对刚体运动的转动效应,引入力对点之矩的概念
力对点之矩用Mo(F)来表示,即 Mo(F)=±Fd 一般地,设平面上作用一力F,在平面内任取一点0 矩心,0点到力作用线的垂直距离d称为力臂。 B Mo(F)=±2△OAB 力对点之矩是一代数量,式中的正负号用来表明力矩的转 动方向。矩心不同,力矩不同 规定:力使物体绕矩心作逆时针方向转动时,力矩取正号; 反之,取负号。 力矩的单位是Nmm。 由力矩的定义可知 (1)若将力F沿其作用线移动,则因为力的大小、方向和力臂都 没有改变,所以不会改变该力对某一矩心的力矩
力对点之矩用 MO(F)来表示,即 Mo(F) = ± Fd 一般地,设平面上作用一力 F,在平面内任取一点 O—— 矩心,O 点到力作用线的垂直距离 d 称为力臂。 Mo(F) = ± 2△OAB 力对点之矩是一代数量,式中的正负号用来表明力矩的转 动方向。矩心不同,力矩不同。 规定:力使物体绕矩心作逆时针方向转动时,力矩取正号; 反之,取负号。 力矩的单位是 Nmm。 由力矩的定义可知: (1)若将力 F 沿其作用线移动,则因为力的大小、方向和力臂都 没有改变,所以不会改变该力对某一矩心的力矩
(2)若F=0,则Mo(F)=0;若Mo(F)=0,F≠0,则d=0,即力 F通过0点。 力矩等于零的条件是:力等于零或力的作用线通过矩心。 2.合力矩定理 设在物体上A点作用有平面汇交力系F1、F2、一Fn,该力的合力 F可由汇交力系的合成求得。 F F 计算力系中各力对平面内任一点0的矩,令OA=1,则 Mo(F=-Fd=-Flsina= F MO(F2)=F2 (F)=F 由上图可以看出,合力F对0点的矩为 Mo(F=Fd=Fl sin a= Fyl 据合力投影定理,有 Fy=Fly+F2y+---+Fny 两边同乘以1,得
(2)若 F=0,则 Mo(F) = 0;若 Mo(F) = 0,F≠0,则 d=0,即力 F 通过 O 点。 力矩等于零的条件是:力等于零或力的作用线通过矩心。 2.合力矩定理 设在物体上 A 点作用有平面汇交力系 F1、F2、---Fn,该力的合力 F 可由汇交力系的合成求得。 计算力系中各力对平面内任一点 O 的矩,令 OA=l,则 由上图可以看出,合力 F 对 O 点的矩为 据合力投影定理,有 Fy=F1y+F2y+---+Fny 两边同乘以 l,得