静力学计算题j解答讲诉28页PPT
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静力学精品PPT课件
座
固定 端约 束
类似如房屋的雨蓬嵌入墙内、电线杆 下段埋入地下等，其结构或构件的一 端牢牢地插入支承物里而构成的约束
单元1 静力学基础
实例图
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任务1 绘制构件的受力图
4. 物体的受力分析和受力图
三力平衡汇交定理:它论证了作用于物体同一平面内的三个互不平行的力平衡 的必要条件，即三力必汇交于一点。
图例
力的外效 应
如图所示，足球受力后运动状态发生改变， 我们将力使物体的运动状态发生改变的效应 称为力的外效应。
力的内效 应
如图所示，弹簧受压后发生压缩变形，我们 将力使物体的形状发生变化的效应称为离得 内效应。
单元1 静力学基础
任务1 绘制构件的受力图
2. 静力学公理
作用力和反作用力（公理一）：物体A向物体B施加作用力时，B对A具有反作用力。这
单元1 静力学基础
a)
b)
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公理
公理三 加减平衡力 系公理
公理四 力的平行四 边形公理
任务1 绘制构件的受力图
示意图
应用
力的可传性原理——作用于刚体的力可以沿 其作用线滑移至刚体的任意点，不改变原力对 该刚体的作用效应。
三力平衡汇交定理——若作用于物体同一平 面上的三个互不平行的力使物体平衡，则它们 的作用线必汇交于一点。
三力构件——只受共面的三个力作用而平衡 的物体。
单元1 静力学基础
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任务1 绘制构件的受力图
3.约束与约束反力
约束：物体（或构件）受到周围物体（或构件）限制时，这种限制就称为约束。 约束反力：当某一物体沿某一方向的运动受到限制时，约束必然对该物体有力轴承中的滚动体在保持架和内外圈的槽内 的运动受限制，物体在空间的运动受到某些限制。
静力学计算题答案
静力学计算题答案(总28页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--静力学和运动学计算题1 如图所示结构中各杆的重力均不计，D ，C 处为光滑接触，已知：P = 50 kN ，试求铰链B ，E 对杆DE 的约束力。
解：取整体为研究对象： 0=∑x F ，F Hx = 00=∑y F ，F D - P - F Hy = 0 ∑=0)(F M D，P · 70 - F Hy · 250 = 0， F Hy = 14 kN ，F D = 64 kN取ECH 为研究对象：∑=0)(F M E，F C · 100 - F Hy · 200 = 0，F C = 28 kN取ABC 为研究对象：∑=0)(F M A，F By · 90 - F C · 220 = 0，F By = kN0=∑y F ，F sin+ F By -F C -P = 0，F = 16 kN 0=∑x F ， F cos α + F Bx = 0，F Bx = kN取DE 为研究对象：0=∑x F ，2Ex F - F'Bx = 0， 2Ex F = F'Bx = F Bx = - kN0=∑y F ，F D - F'By + 2Ey F = 0，2Ey F = kN2 如图所示结构由直杆AB ，CD 及折杆BHE 组成。
已知：P = 48 kN ，L 1 = 2 m ， L 2 =3 m ，r = m ，各杆及滑轮绳索重量均不计。
求A ，D ，E 处的约束力。
解：取整体为研究对象：∑=0)(F M A，3F E - P + = 0，F E = 32 kN 0=∑x F ，F Ax = 0，0=∑y F ，F Ay = P - F E = 16 kN ，取COD 为研究对象：∑=0)(F M C，F Dy L 2 + Pr - P (21L 2 + r ) = 0，F Dy = 24 kN取BHE 为研究对象：∑=0)(F M B，- F'Dx L 1 - F'Dy L 2 + F E L 2 = 0，D y D y F F =' F'Dx = 12 kN3 不计重力的三直杆用铰连接如图所示，重物M的重力为P ，由系在销钉D并绕过GC杆C端不计直径的小滑轮，再绕过定滑轮O 的绳系住。
习题 水静力学PPT课件
第27页/共54页
解:当下游无水时: 水平分力
Px rhC1 Ax1 9.813 261 3312.4KN (水平向右） 垂直分力 Pz rV1 9.8 梯形abcd1 9.8 0.5 (2618) 41 862.4KN (竖直向下）
第28页/共54页
当下游有水时 水平分力 Px rhC1 Ax1 rhc2 Ax2 3312.4 9.8 3 6 1 3316KN (水平向右z \ z） 垂直分离 Pz rV1 rV2 862.4 9.8 三角形efg 1 862.4 9.8 0.5 3 6 1 950.6KN (竖直向下）
1 ctg 60 1.73 2
1.73 P(sin 60
e)
第34页/共54页
拉T力 9.8 1 (2 0.845) .662 131.56KN 2
(h2)3当 h2 1.73m 时, AB闸门上的压强分布如AacB,
P1
9.8 1
1.73 sin 60
58.8KN
对A点取矩
T • ctg60 1.73 9.8 1 ctg 60 1.73
• 1. A、B两点之压差为多 少？
• 2. A、B两点中有无真空
第5页/共54页
• 1-2解：
• （1） 由图知道A点喝B点得压差是由h1高度得
两种密度不同PB 引 P起A 的(，0 即密A )度gh1差引起的
• 所以
0.52kPa
• （2）存在真空PA Ags m gh
• 由A点在的等压面 知5.89KN / m2 PAK 5.89KN / m2
第33页/共54页
解:
(h1)3当 0
AB 闸门上的压强分布图如AabB,
9.8
1.73
解:当下游无水时: 水平分力
Px rhC1 Ax1 9.813 261 3312.4KN (水平向右） 垂直分力 Pz rV1 9.8 梯形abcd1 9.8 0.5 (2618) 41 862.4KN (竖直向下）
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当下游有水时 水平分力 Px rhC1 Ax1 rhc2 Ax2 3312.4 9.8 3 6 1 3316KN (水平向右z \ z） 垂直分离 Pz rV1 rV2 862.4 9.8 三角形efg 1 862.4 9.8 0.5 3 6 1 950.6KN (竖直向下）
1 ctg 60 1.73 2
1.73 P(sin 60
e)
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拉T力 9.8 1 (2 0.845) .662 131.56KN 2
(h2)3当 h2 1.73m 时, AB闸门上的压强分布如AacB,
P1
9.8 1
1.73 sin 60
58.8KN
对A点取矩
T • ctg60 1.73 9.8 1 ctg 60 1.73
• 1. A、B两点之压差为多 少？
• 2. A、B两点中有无真空
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• 1-2解：
• （1） 由图知道A点喝B点得压差是由h1高度得
两种密度不同PB 引 P起A 的(，0 即密A )度gh1差引起的
• 所以
0.52kPa
• （2）存在真空PA Ags m gh
• 由A点在的等压面 知5.89KN / m2 PAK 5.89KN / m2
第33页/共54页
解:
(h1)3当 0
AB 闸门上的压强分布图如AabB,
9.8
1.73
静力学基础PPT幻灯片
在笛卡尔坐标系中F的矢量式为
F Fxi Fy j Fzk
（1-2）
11
1.1 力与力的投影 直接投影法
直接投影法
若已知力F在直角坐标轴上的三个投影，其 大小和方向分别为：
F Fx2 Fy2 Fz2
（1-3）
cos Fx
F
cos Fy
F
cos Fz
F
（1-4）
光滑球铰链（球铰链）：一般用于空间问题。 光滑圆柱铰链（柱铰链）：用于空间和平面情形。
1.光滑球铰链约束：
A F
A
B
FAz
A
FAx
FAy
1.3 约束与约力
1.3.3 光滑铰链约束 2.光滑圆柱铰链约束：
F
Fy
Fx
1.3 约束与约束力
1.3.4 链杆约束
定义：两端用光滑铰链与物体连接，中间不受力（包括自重在内）的刚性 直杆称为链杆。一般用符号 F表A 示。
大小：标量， Fxy·h 转向：正负符号确定（逆时针为正/右手 螺旋）
方向：转轴轴线方向（确定）
单位：N·m
n
Oh
Fxy
注意：当力与轴平行（Fxy）或0 相交时（h=0），亦即力与
轴共面时，力对轴之矩等于零。
1.2 力矩与力偶
1.2.2 力对点之矩
在右图中，设力F的作用点为A，自空间任 一点O向A点作一矢径，用r表示，O点称 为矩心，力F对O点之矩定义为矢径r与F的 矢量积，记为 MO。(F )
M x (F ) yFz zFy M y (F ) zFx xFz M z (F ) xFy yFx
这说明，力对点之矩在过该点任意轴上的投影等于力对该点的轴之矩。
F Fxi Fy j Fzk
（1-2）
11
1.1 力与力的投影 直接投影法
直接投影法
若已知力F在直角坐标轴上的三个投影，其 大小和方向分别为：
F Fx2 Fy2 Fz2
（1-3）
cos Fx
F
cos Fy
F
cos Fz
F
（1-4）
光滑球铰链（球铰链）：一般用于空间问题。 光滑圆柱铰链（柱铰链）：用于空间和平面情形。
1.光滑球铰链约束：
A F
A
B
FAz
A
FAx
FAy
1.3 约束与约力
1.3.3 光滑铰链约束 2.光滑圆柱铰链约束：
F
Fy
Fx
1.3 约束与约束力
1.3.4 链杆约束
定义：两端用光滑铰链与物体连接，中间不受力（包括自重在内）的刚性 直杆称为链杆。一般用符号 F表A 示。
大小：标量， Fxy·h 转向：正负符号确定（逆时针为正/右手 螺旋）
方向：转轴轴线方向（确定）
单位：N·m
n
Oh
Fxy
注意：当力与轴平行（Fxy）或0 相交时（h=0），亦即力与
轴共面时，力对轴之矩等于零。
1.2 力矩与力偶
1.2.2 力对点之矩
在右图中，设力F的作用点为A，自空间任 一点O向A点作一矢径，用r表示，O点称 为矩心，力F对O点之矩定义为矢径r与F的 矢量积，记为 MO。(F )
M x (F ) yFz zFy M y (F ) zFx xFz M z (F ) xFy yFx
这说明，力对点之矩在过该点任意轴上的投影等于力对该点的轴之矩。
静力学计算题j解答PPT课件
求：各铰链的约束力？ FAy= 42.5 kN
FBy= 47.5 kN
解： 2.取AC段为研究对象 FCy
3.再取BC段为研究对象
F’Cy
F
D
C FCx
F’Cx C
E
G FAx
A
FAy
Fx 0, Fy 0,
G B
FBx FBy
Fx 0,
MC F 0,
FAx=-FBx =FCx=9.2 kN FAy= 42.5 kN FBy= 47.5 kN FCy= 2.5 kN
（2）再取ACD为研究对象；
（3）再取BCE为研究对象。
1
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求：各铰链的约束力？
解： 1.取整体为研究对象 受力分析如图
M AF 0 MB F 0 Fx 0
FBy= 47.5 kN
FAy= 42.5 kN
6m
D
C
G
6m
F
3m
1m
E
G
6m
A FAx
FBx B
FAy
FBy
2
第2页/共28页
mB (F) 0
⑵再取系统为研究对象
NAy
M
P
q
NAx A
60°
C
B
MA
NC
mA(F) 0
Fx 0
Fy 0
25
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静力学计算题(4) 求：A，E 处的约束力?
2a
a
q
C
A
B
M
E
D
分析要点：
MA
q
NAx
A NAy
B TDB 60°
3a
M
TDB
静力学基本知识PPT课件
静力学是研究力系的合成和平衡问题。力系 有各种不同的类型，它们的合成（简化）结果和 平衡条件也不同。按力系中各力作用线的分布情 况进行分类，可分为空间力系和平面力系两大类 。凡各力的作用线都在同一平面内的力系称为平 面力系；凡各力的作用线不在同一平面内的力系 ，称为空间力系。
第10页/共60页
在平面力系中，又可分为平面汇交力系、 平面平行力系、平面一般力系三种。各力作 用线汇交于一点的力系，称为平面汇交力系； 各力作用线相互平行的力系，称为平面平行 力系；各力作用线任意分布的力系，称为平 面一般力系。
第1页/共60页
力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。
F
第2页/共60页
二、常见荷载的分类
在建筑力学中，我们把作用在物体上的力一般 分为两种：
一种是使物体运动或有运动趋势的主动力；第 二种是阻碍物体运动的约束力。所谓约束，就是能 够限制某构件运动。约束作用于被约束构件上的力 就是约束力。
通常把作用在结构上的主动力称为荷载，而把 约束力称为反力，荷载与反力是相互对立又相互依 存的一个矛盾的两个方面。它们都是其他物体作用
[1] 既能阻止杆端在该平面内的任何移动，也能阻止杆端转动，其约束力必为一个方 向未定的力和一个力偶。
[2] 平面固定支座的约束力表示，其中力的指向及力偶的转向都是假设的.
第39页/共60页
受力图
研究力学问题，首先要了解物 体的受 力状态，即对物体进行受力分 析，反映物体受力状态的图称 为受力图。
第11页/共60页
第二节 静力学公理
静力学公理：人们在长期生活和生产活动
中通过反复观察、实验和总结，得出了关于静
力的最基本的客观规律，这些客观规律就是静
力学公理 FR
第10页/共60页
在平面力系中，又可分为平面汇交力系、 平面平行力系、平面一般力系三种。各力作 用线汇交于一点的力系，称为平面汇交力系； 各力作用线相互平行的力系，称为平面平行 力系；各力作用线任意分布的力系，称为平 面一般力系。
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力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。
F
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二、常见荷载的分类
在建筑力学中，我们把作用在物体上的力一般 分为两种：
一种是使物体运动或有运动趋势的主动力；第 二种是阻碍物体运动的约束力。所谓约束，就是能 够限制某构件运动。约束作用于被约束构件上的力 就是约束力。
通常把作用在结构上的主动力称为荷载，而把 约束力称为反力，荷载与反力是相互对立又相互依 存的一个矛盾的两个方面。它们都是其他物体作用
[1] 既能阻止杆端在该平面内的任何移动，也能阻止杆端转动，其约束力必为一个方 向未定的力和一个力偶。
[2] 平面固定支座的约束力表示，其中力的指向及力偶的转向都是假设的.
第39页/共60页
受力图
研究力学问题，首先要了解物 体的受 力状态，即对物体进行受力分 析，反映物体受力状态的图称 为受力图。
第11页/共60页
第二节 静力学公理
静力学公理：人们在长期生活和生产活动
中通过反复观察、实验和总结，得出了关于静
力的最基本的客观规律，这些客观规律就是静
力学公理 FR
静力学复习及习题课PPT课件
第12页/共21页
二、求主动力或与其相关的力 例题9:
曲柄滑道机构如图示，已知m=600N.m，OA=0.6m，BC=0.75m，机构在图 示位置处于平衡，α=30º，β=60º。求平衡时的P值及铰链O和B的反力。
第13页/共21页
例题10:
在图示机构中，OB线水平，当B，D，F在同一铅垂线上进，DE垂直于EF，
C A
B θ
P
第8页/共21页
ห้องสมุดไป่ตู้
例题5:
在杆AB的两端用光滑铰与两轮中心A、B连接，并将它们置于互相垂直的
θ 两光滑斜面上，设两轮重量均为P，杆AB重量不计，试求平衡时角
B
A
θ
60º 30º
第9页/共21页
例题6:
图示结构中，A处为固定端约束，C处为光滑接触，D处为铰链连接。已知 F1=F2=400N，M=300N.m，AB=BC=400mm，CD=CE=300mm，α=45º，不计各 构件自重，求固定端A处与铰链D处的约束反力。
第6页/共21页
例题3:
杆DF上的销子E可在杆AC的光滑槽内滑动，不计各杆重量，在水平杆DF的一端 作用铅直力F，求铅直杆AB上铰链A，D，B所受的力。
第7页/共21页
例题4:
均质细杆AB重P，两端与滑块相连，滑块A和B可在光滑槽内滑动，两滑块又通 过滑轮C用绳索相互连接，物体系处于平衡。求绳中张力T。
研究内容
平面力系
平面汇交力系 平面力偶系 平面平行力系
力系简化 平衡条件及方程
平面一般力系
难点：考虑摩擦时物体的平衡问题 空间力系：力的投影，平衡条件及平衡方程，简化为平面力系
物体重心的求法
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一、求约束反力
二、求主动力或与其相关的力 例题9:
曲柄滑道机构如图示，已知m=600N.m，OA=0.6m，BC=0.75m，机构在图 示位置处于平衡，α=30º，β=60º。求平衡时的P值及铰链O和B的反力。
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例题10:
在图示机构中，OB线水平，当B，D，F在同一铅垂线上进，DE垂直于EF，
C A
B θ
P
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ห้องสมุดไป่ตู้
例题5:
在杆AB的两端用光滑铰与两轮中心A、B连接，并将它们置于互相垂直的
θ 两光滑斜面上，设两轮重量均为P，杆AB重量不计，试求平衡时角
B
A
θ
60º 30º
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例题6:
图示结构中，A处为固定端约束，C处为光滑接触，D处为铰链连接。已知 F1=F2=400N，M=300N.m，AB=BC=400mm，CD=CE=300mm，α=45º，不计各 构件自重，求固定端A处与铰链D处的约束反力。
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例题3:
杆DF上的销子E可在杆AC的光滑槽内滑动，不计各杆重量，在水平杆DF的一端 作用铅直力F，求铅直杆AB上铰链A，D，B所受的力。
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例题4:
均质细杆AB重P，两端与滑块相连，滑块A和B可在光滑槽内滑动，两滑块又通 过滑轮C用绳索相互连接，物体系处于平衡。求绳中张力T。
研究内容
平面力系
平面汇交力系 平面力偶系 平面平行力系
力系简化 平衡条件及方程
平面一般力系
难点：考虑摩擦时物体的平衡问题 空间力系：力的投影，平衡条件及平衡方程，简化为平面力系
物体重心的求法
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一、求约束反力
《静力学专题》课件
解释力矩的概念，并说明它与力 的大小、点线位置的关系。
力矩臂的计算
介绍计算力矩臂的方法和应用， 并提供实际示例。
力偶的性质
解释力偶的概念和性质，并说明 它在静力学中的应用。
静力矩的计算方法
1 力矩的数值计算
给出计算力矩的数值的方 法，并提供相关实例。
2 力矩的平衡条件
说明力矩平衡条件矩和转矩的概念， 并说明它们在实际工程中 的应用。
非重力力矩的考虑
1
弹性力矩的影响
2
说明弹性力矩的概念和计算方法，并解
释它在静力学问题中的重要性。
3
浮力和浮力矩
探讨浮力和浮力矩对物体平衡的影响， 并给出实际案例。
风力和风力矩
介绍风力和风力矩对建筑物和结构物平 衡的影响。
平面上的静力平衡问题
吊桥的平衡
塔吊的平衡
探讨吊桥在三维空间中的平衡问 题，并说明影响其稳定性的因素。
解释塔吊在三维空间中的平衡原 理和应用，并提供实际案例。
其他三维平衡问题
介绍其他三维空间中的平衡问题， 如天然平衡的岩石结构。
静力平衡的应用
1
静电场中的平衡
讨论静电场中物体平衡的原理和条件，
刚体在平衡状态下的应用
2
并给出实际应用示例。
斜面上的物体平衡
解析物体在斜面上的平衡问题，并展示斜面角 度对平衡的影响。
摩擦力的作用
讲解摩擦力对物体平衡的影响，并说明摩擦力 的计算方法。
绳索和滑轮系统
介绍绳索和滑轮系统在静力学中的应用，并提 供实际情景示例。
坡道和坡面的平衡
详细解释坡道和坡面上物体平衡问题，并提供 实际案例。
对于三维空间中的平衡
《静力学专题》PPT课件
力矩臂的计算
介绍计算力矩臂的方法和应用， 并提供实际示例。
力偶的性质
解释力偶的概念和性质，并说明 它在静力学中的应用。
静力矩的计算方法
1 力矩的数值计算
给出计算力矩的数值的方 法，并提供相关实例。
2 力矩的平衡条件
说明力矩平衡条件矩和转矩的概念， 并说明它们在实际工程中 的应用。
非重力力矩的考虑
1
弹性力矩的影响
2
说明弹性力矩的概念和计算方法，并解
释它在静力学问题中的重要性。
3
浮力和浮力矩
探讨浮力和浮力矩对物体平衡的影响， 并给出实际案例。
风力和风力矩
介绍风力和风力矩对建筑物和结构物平 衡的影响。
平面上的静力平衡问题
吊桥的平衡
塔吊的平衡
探讨吊桥在三维空间中的平衡问 题，并说明影响其稳定性的因素。
解释塔吊在三维空间中的平衡原 理和应用，并提供实际案例。
其他三维平衡问题
介绍其他三维空间中的平衡问题， 如天然平衡的岩石结构。
静力平衡的应用
1
静电场中的平衡
讨论静电场中物体平衡的原理和条件，
刚体在平衡状态下的应用
2
并给出实际应用示例。
斜面上的物体平衡
解析物体在斜面上的平衡问题，并展示斜面角 度对平衡的影响。
摩擦力的作用
讲解摩擦力对物体平衡的影响，并说明摩擦力 的计算方法。
绳索和滑轮系统
介绍绳索和滑轮系统在静力学中的应用，并提 供实际情景示例。
坡道和坡面的平衡
详细解释坡道和坡面上物体平衡问题，并提供 实际案例。
对于三维空间中的平衡
《静力学专题》PPT课件