工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版第一章习题答案
工程力学--材料力学北京科大东北大学版第4版习题答案

弟二早习题3-1试求图视各轴在指泄横截而1-1、2-2和3-3上的扭矩,并在各截而上表示出钮矩的方向。
(b)题3 I图3-2 试绘出下列各轴的钮矩图,并求卩」。
2mD cfr@=©=33-3 ma=2OON.m 9mb=4OON.m 9mc=6OON 9m. (b)3-4 一传动轴如图所示,已知 ma=130N ・・cm, mb=300N.cm, mc=i, md=70N.cm;^段轴的直径分别为:Dab=5cm, Dbc=7.5cm, Dcd=5cm(1) 画出扭矩图;(2) 求1 •仁2・2、3・3截而的最大切应力。
3-5图示的空心圆轴,外径D=8cm,内径d=6.25cm,承受扭矩m=1000N.m. (1) 求(2) 绘出横截面上的切应力分布图: (3)求单位长度扭转角,已知G=80000Mpa.3-6已知变截而钢轴上的外力偶矩^=1800N.m, Wf=1200N.m,试求最大切应力和最大相对扭矩。
已知G=80dbpa ・3M试绘下列各轴的扭矩(a)题3-6图3-7 一钢轴的转矩n=240/min.传递功率^=44.1kN.m.已知[^=40Mpa,=1W,6=80*MPa,试按强度和冈帔条件汁算轴的直径解:轴的直径由强度条件确左,rf>60-7wn o3-8图示实心轴通过牙嵌离合器把功率传给空心轴。
传递的功率ft=7.5kw,轴的转速n=100r/min,试选择实心轴直径占和空心轴外径“。
已知%心入5,题L8图3-9图示AB轴的转速n=120r/min,从B轮上输入功率丹=40kw,此功率的一半通过锥齿轮传给垂直轴V,另一半功率由水平轴H传疋。
已知锥齿轮的节圆直径=600mm:各轴直径为^-=100111111, “=80mm, “=60fnfn, KLzOlWPa,试对各轴进行强度校核。
3-10船用推进器的轴,一段是实心的,直径为280mm,另一段是空心的,其内径为外径的一半。
工程力学(静力学与材料力学)第四版习题答案

静力学部分第一章基本概念受力图2-1 解:由解析法,23cos 80RX F X P P N θ==+=∑12sin 140RY F Y P P N θ==+=∑故:161.2R F N ==1(,)arccos 2944RY R R F F P F '∠==2-2解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有123cos45cos453RX F X P P P KN==++=∑ 13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑ 故:3R F KN == 方向沿OB 。
2-3 解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。
(a ) 由平衡方程有:0X =∑ sin 300AC AB F F -=0Y =∑ cos300AC F W -=0.577AB F W =(拉力) 1.155AC F W =(压力)(b ) 由平衡方程有:0X =∑ cos 700AC AB F F -=0Y =∑ sin 700AB F W -=1.064AB F W =(拉力)0.364AC F W =(压力)(c ) 由平衡方程有:0X =∑ cos 60cos300AC AB F F -=0Y =∑ sin 30sin 600AB AC F F W +-=0.5AB F W = (拉力)0.866AC F W =(压力)(d ) 由平衡方程有:0X =∑ sin 30sin 300AB AC F F -=0Y =∑ cos30cos300AB AC F F W +-=0.577AB F W = (拉力)0.577AC F W = (拉力)2-4 解:(a )受力分析如图所示:由0x =∑cos 450RA F P -=15.8RA F KN ∴=由0Y =∑sin 450RA RB F F P +-=7.1RB F KN ∴=(b)解:受力分析如图所示:由x =∑cos 45cos 450RA RB F F P --=0Y =∑sin 45sin 450RA RB F F P -=联立上二式,得: 22.410RA RB F KNF KN ==2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D ,其封闭的力三角形如图示所以: 5RA F KN = (压力) 5RB F KN =(与X 轴正向夹150度) 2-6解:受力如图所示:已知,1R F G = ,2AC F G =由0x =∑ cos 0AC r F F α-=12cos G G α∴=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=2sin N F W G W α∴=-⋅=2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由0x =∑ cos 45cos 450RA CB P F F --=0Y =∑sin 45sin 450CB RA F F '-= 联立后,解得: 0.707RA F P = 0.707RB F P =由二力平衡定理 0.707RB CB CB F F F P '===2-8解:杆AB ,AC 均为二力杆,取A 点平衡由x =∑cos 60cos300AC AB F F W ⋅--=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=联立上二式,解得:7.32AB F KN=-(受压)27.3AC F KN=(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D ,B 点分别列平衡方程(1)取D 点,列平衡方程由x =∑sin cos 0DB T W αα-=DB T Wctg α∴==(2)取B 点列平衡方程:由0Y =∑sin cos 0BDT T αα'-=230BD T T ctg Wctg KN αα'∴===2-10解:取B 为研究对象:由0Y =∑sin 0BC F P α-=sin BC P F α∴=取C 为研究对象:由x =∑cos sin sin 0BCDC CE F F F ααα'--=由0Y =∑ sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式,且有BCBC F F '= 解得:2cos 12sin cos CE P F ααα⎛⎫=+⎪⎝⎭取E 为研究对象:由0Y =∑ cos 0NH CEF F α'-=CECE F F '= 故有:22cos 1cos 2sin cos 2sin NH P PF ααααα⎛⎫=+= ⎪⎝⎭2-11解:取A 点平衡:x =∑sin 75sin 750AB AD F F -=0Y =∑cos 75cos 750AB AD F F P +-=联立后可得: 2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡,取如图坐标系:x =∑cos5cos800ADND F F '-=cos5cos80ND ADF F '=⋅由对称性及ADAD F F '=cos5cos5222166.2cos80cos802cos 75N ND AD P F F F KN'∴===⋅=2-12解:整体受力交于O 点,列O 点平衡由x =∑cos cos300RA DC F F P α+-=0Y =∑sin sin 300RA F P α-=联立上二式得:2.92RA F KN=1.33DC F KN=(压力) 列C 点平衡x =∑405DC AC F F -⋅=0Y =∑ 305BC AC F F +⋅=联立上二式得: 1.67AC F KN=(拉力)1.0BC F KN=-(压力)2-13解:(1)取DEH 部分,对H 点列平衡x =∑0RD REF F '= 0Y =∑0RD F Q -=联立方程后解得:RD F =2REF Q '=(2)取ABCE 部分,对C 点列平衡x =∑cos 450RE RA F F -=0Y =∑sin 450RB RA F F P --=且RE REF F '=联立上面各式得:RA F =2RB F Q P=+(3)取BCE 部分。
工程力学材料力学第四版(北京科技大学与东北大学)习题答案

(北京科技大学与东 北大学)
第 一意轴向拉伸和压缩
, 1-1 lfJ截 Illi法 求 下列各轩指 定的 lii fl'J 内 )J
2
f
2
F 2k N
I
(a 1
2
f
(bl
3P
11
(d 1
2kN P
2
2
(e 1
题 1 ) [fI
解
P
({)
P rlp|p
iE
『
e-
I Iz Il
F
5,
为 20 俐 , 许用应力 I δ]=50 Mpa . 试
根据吊钩螺纹部分的强主确定吊钩的阵 111 起重盐 1 解 P= 119kN
P
3m
B
P
E
题1-1 8 固
lIlí l - l ~ 罔
1 - 1 9 如入所示结构的 ABH 为钢轩,其帧故而积 -4.:::6 cm2 • 咛用阻力 ( σ 1=140 MPa ; BC
<.l
(bl
题 1-3 归
且ø 1 -4 因
1-4 : 桩杆起lli:机如 l 国所示,起lli:忏 AB 为钢管 , J[外径 。=2ûrnm , 内径 d= 1 8mrn;制绳
CB 的棋极而而积为 01cnEZe 己知l起重证
P=2脱lO N ,
试计fI起重机轩;归 钢丝绳的应 )J.
解 受力分析得
解
E = GPa . v = 0.3 17
1- 10: i主杆端部与的如1I相迹 , 其构应如罔 ,谊作用在连杆的轴向 jJ P=l28KN , 蝉挟处的内
径 d = 3.7cm , 螺栓材料的冉川剧
工程力学(静力学与材料力学)第四版习题答案

静力学部分 第一章基本概念受力图2-1 解:由解析法,23cos 80RX F X P P Nθ==+=∑故: 161.2R F N==2-2解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有故:3R F KN== 方向沿OB 。
2-3 解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。
(a ) 由平衡方程有:0.577AB F W=(拉力)1.155AC F W=(压力)(b ) 由平衡方程有:1.064AB F W=(拉力)0.364AC F W=(压力)(c ) 由平衡方程有:0.5AB F W= (拉力)0.866AC F W=(压力)(d ) 由平衡方程有:0.577AB F W= (拉力)0.577AC F W= (拉力)2-4 解:(a )受力分析如图所示:由x =∑ cos 450RA F P -=由Y =∑ sin 450RA RB F F P +-=(b)解:受力分析如图所示:由 联立上二式,得:2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D ,其封闭的力三角形如图示所以:5RA F KN= (压力)5RB F KN=(与X 轴正向夹150度)2-6解:受力如图所示:已知,1R F G = ,2AC F G =由x =∑cos 0AC r F F α-=由0Y =∑sin 0AC N F F W α+-=2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由x =∑cos 45cos 450RA CB P F F --=联立后,解得:0.707RA F P=0.707RB F P=由二力平衡定理0.707RB CB CBF F F P '===2-8解:杆AB ,AC 均为二力杆,取A 点平衡由x =∑cos 60cos300AC AB F F W ⋅--=联立上二式,解得:7.32AB F KN=-(受压)27.3AC F KN=(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D ,B 点分别列平衡方程 (1)取D 点,列平衡方程由x =∑sin cos 0DB T W αα-=(2)取B 点列平衡方程:由0Y =∑sin cos 0BDT T αα'-=230BD T T ctg Wctg KN αα'∴===2-10解:取B 为研究对象:由0Y =∑sin 0BC F P α-=sin BC PF α∴=取C 为研究对象:由x =∑cos sin sin 0BCDC CE F F F ααα'--=由0Y =∑sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式,且有BCBC F F '= 解得:取E 为研究对象:由0Y =∑cos 0NH CEF F α'-=CECE F F '= 故有:2-11解:取A 点平衡:联立后可得:2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡,取如图坐标系:由对称性及ADAD F F '=2-12解:整体受力交于O 点,列O 点平衡由x =∑cos cos300RA DC F F P α+-=联立上二式得:2.92RA F KN=1.33DC F KN=(压力)列C 点平衡联立上二式得:1.67AC F KN=(拉力)1.0BC F KN=-(压力)2-13解:(1)取DEH 部分,对H 点列平衡联立方程后解得: RD F = (2)取ABCE 部分,对C 点列平衡且RE REF F '=联立上面各式得: RA F = (3)取BCE 部分。
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静力学部分第一章基本概念受力图2-1 解:由解析法,23cos 80RX F X P P Nθ==+=∑ 12sin 140RY F Y P P N θ==+=∑故:22161.2R RX RY F F F N=+=1(,)arccos2944RYR RF F P F '∠==2-2解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有123cos45cos453RX F X P P P KN==++=∑13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑故:223R RX RY F F F KN=+= 方向沿OB 。
2-3 解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。
(a ) 由平衡方程有:0X =∑ sin300ACAB FF -= 0Y =∑ cos300ACFW -=0.577AB F W =(拉力) 1.155AC F W =(压力)(b ) 由平衡方程有:0X =∑ cos700ACAB FF -= 0Y =∑ sin700ABFW -=1.064AB F W =(拉力)0.364AC F W =(压力)(c ) 由平衡方程有:0X =∑ cos60cos300ACAB FF -= 0Y =∑ sin30sin600ABAC FF W +-=0.5AB F W = (拉力)0.866AC F W =(压力)(d ) 由平衡方程有:0X =∑ sin30sin300ABAC FF -=0Y =∑ cos30cos300ABAC FF W +-=0.577AB F W = (拉力)0.577AC F W = (拉力)2-4 解:(a )受力分析如图所示:由x =∑22cos 45042RA F P -=+15.8RA F KN ∴=由Y =∑22sin 45042RA RB F F P +-=+7.1RB F KN ∴=(b)解:受力分析如图所示:由x =∑cos 45cos 45010RA RB F F P --= 0Y =∑sin 45sin 45010RA RB F F P +-=联立上二式,得:22.410RA RB F KN F KN==2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D ,其封闭的力三角形如图示所以: 5RA F KN = (压力) 5RB F KN =(与X 轴正向夹150度) 2-6解:受力如图所示:已知,1R F G = ,2AC F G =由x =∑ cos 0AC r F F α-=12cos G G α∴=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=22221sin N F W G W G G α∴=-⋅=--2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由x =∑ cos45cos450RA CB P F F --=0Y =∑ sin 45sin 450CBRA F F '-=联立后,解得: 0.707RA F P = 0.707RB F P =由二力平衡定理 0.707RB CB CB F F F P '===2-8解:杆AB ,AC 均为二力杆,取A 点平衡由x =∑ cos60cos300AC AB F F W ⋅--=0Y =∑ sin30sin600ABAC FF W +-=联立上二式,解得: 7.32AB F KN =-(受压)27.3AC F KN =(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D ,B 点分别列平衡方程(1)取D 点,列平衡方程由x =∑ sin cos 0DB T W αα-=0DB T Wctg α∴==(2)取B 点列平衡方程:由0Y =∑sin cos 0BDT T αα'-=230BDT T ctg Wctg KN αα'∴===2-10解:取B 为研究对象:由0Y =∑ sin 0BC F P α-=sin BC PF α∴=取C 为研究对象:由x =∑ cos sin sin 0BC DC CE F F F ααα'--=由0Y =∑ sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式,且有BC BC F F '= 解得:2cos 12sin cos CE P F ααα⎛⎫=+ ⎪⎝⎭取E 为研究对象:由0Y =∑ cos 0NH CE F F α'-=CECE F F '= 故有:22cos 1cos 2sin cos 2sin NH P PF ααααα⎛⎫=+= ⎪⎝⎭2-11解:取A 点平衡:x =∑ sin75sin750AB AD F F -=0Y =∑ cos75cos750ABAD FF P +-=联立后可得:2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡,取如图坐标系:x =∑ cos5cos800AD ND F F '-=cos5cos80ND ADF F '=⋅由对称性及 AD AD F F '=cos5cos5222166.2cos80cos802cos75N ND AD PF F F KN'∴===⋅=2-12解:整体受力交于O点,列O点平衡由x=∑cos cos300RA DCF F Pα+-=Y=∑sin sin300RAF Pα-=联立上二式得: 2.92RAF KN=1.33DCF KN=(压力)列C点平衡x=∑405DC ACF F-⋅=Y=∑305BC ACF F+⋅=联立上二式得: 1.67ACF KN=(拉力)1.0BCF KN=-(压力)2-13解:(1)取DEH 部分,对H 点列平衡x =∑05RD REF F '-= 0Y =∑05RD F Q =联立方程后解得: 5RD F Q2RE F Q '=(2)取ABCE 部分,对C 点列平衡x =∑ cos450RE RA F F -=0Y =∑ sin 450RBRA FF P --=且 RE RE F F '=联立上面各式得: 22RA F Q =2RB F Q P =+(3)取BCE 部分。
工程力学 课后习题答案 第四版 北京师范大学 东北大学

第一章静力学的基本概念受力图2-1解:由解析法,23cos 80RX F X P P Nθ==+=∑12sin 140RY F Y P P Nθ==+=∑故:22161.2R RX RY F F F N=+=1(,)arccos2944RYR RF F P F '∠==2-2解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有123cos45cos453RX F X P P P KN ==++=∑13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑故: 223R RX RY F F F KN=+= 方向沿OB 。
2-3 解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。
(a ) 由平衡方程有:0X =∑sin 300AC AB F F -=0Y =∑cos300AC F W -=0.577AB F W=(拉力)1.155AC F W=(压力)(b ) 由平衡方程有:0X =∑cos 700AC AB F F -=0Y =∑sin 700AB F W -=1.064AB F W=(拉力)0.364AC F W=(压力)(c ) 由平衡方程有:0X =∑cos 60cos300AC AB F F -=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=0.5AB F W= (拉力)0.866AC F W=(压力)(d ) 由平衡方程有:0X =∑sin 30sin 300AB AC F F -=0Y =∑cos30cos300AB AC F F W +-=0.577AB F W= (拉力)0.577AC F W= (拉力)2-4 解:(a )受力分析如图所示:由x =∑ 22cos 45042RA F P -=+15.8RA F KN∴=由Y =∑ 22sin 45042RA RB F F P +-=+7.1RB F KN∴=(b)解:受力分析如图所示:由x =∑3cos 45cos 45010RA RB F F P ⋅--=0Y =∑1sin 45sin 45010RA RB F F P ⋅+-=联立上二式,得:22.410RA RB F KN F KN==2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D ,其封闭的力三角形如图示所以:5RA F KN= (压力)5RB F KN=(与X 轴正向夹150度)2-6解:受力如图所示:已知,1R F G = ,2AC F G =由x =∑cos 0AC r F F α-=12cos G G α∴=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=22221sin N F W G W G G α∴=-⋅=--2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由x =∑cos 45cos 450RA CB P F F --=0Y =∑sin 45sin 450CBRA F F '-=联立后,解得:0.707RA F P=0.707RB F P=由二力平衡定理0.707RB CB CBF F F P '===2-8解:杆AB ,AC 均为二力杆,取A 点平衡由x =∑cos 60cos300AC AB F F W ⋅--=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=联立上二式,解得:7.32AB F KN=-(受压)27.3AC F KN=(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D ,B 点分别列平衡方程(1)取D 点,列平衡方程由x =∑sin cos 0DB T W αα-=DB T Wctg α∴==(2)取B 点列平衡方程:由0Y =∑sin cos 0BDT T αα'-=230BD T T ctg Wctg KN αα'∴===2-10解:取B 为研究对象:由0Y =∑sin 0BC F P α-=sin BC P F α∴=取C 为研究对象:由x =∑cos sin sin 0BCDC CE F F F ααα'--=由0Y =∑ sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式,且有BCBC F F '= 解得:2cos 12sin cos CE P F ααα⎛⎫=+⎪⎝⎭取E 为研究对象:由0Y =∑ cos 0NH CEF F α'-=CECE F F '= 故有:22cos 1cos 2sin cos 2sin NH P PF ααααα⎛⎫=+= ⎪⎝⎭2-11解:取A 点平衡:x =∑sin 75sin 750AB AD F F -=0Y =∑cos 75cos 750AB AD F F P +-=联立后可得: 2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡,取如图坐标系:x =∑cos5cos800ADND F F '-=cos5cos80ND ADF F '=⋅由对称性及 ADAD F F '=cos5cos5222166.2cos80cos802cos 75N ND AD PF F F KN'∴===⋅=2-12解:整体受力交于O 点,列O 点平衡由x =∑cos cos300RA DC F F P α+-=0Y =∑sin sin 300RA F P α-=联立上二式得:2.92RA F KN=1.33DC F KN=(压力) 列C 点平衡x =∑405DC AC F F -⋅=0Y =∑ 305BC AC F F +⋅=联立上二式得: 1.67AC F KN=(拉力)1.0BC F KN=-(压力)2-13解:(1)取DEH 部分,对H 点列平衡x =∑05RD REF F '= 0Y =∑05RD F Q -=联立方程后解得: 5RD F Q =2REF Q '=(2)取ABCE 部分,对C 点列平衡x =∑cos 450RE RA F F -=0Y =∑sin 450RB RA F F P --=且RE REF F '=联立上面各式得: 22RA F Q =2RB F Q P=+(3)取BCE 部分。
北京科技东北大学工程力学材料力学全部答案精品文档

与 2.18【计算题】一冶炼厂使用的高压泵安全
挤 阀如图所示,要求当活塞下高压液体的压
强达到p=3.4 Mpa时,使安全销沿1-1和2-2
压 两截面剪断,从而使高压液体流出,以保
证泵的安全。已知活塞直径D=5.2cm,安全
的 销 采 用 15 号 钢 , 其 剪 切 强 度 极 限 τb=320 实 MPa,试确定安全销的直径d。
3.9 圆轴,线弹性范围 3.10 A 3.11 B
扭
3.12【思考题】两根圆轴的直径相同,长度相同,一根为钢, 另一根为铜,问在相同扭矩作用下,两根轴的最大切应力是否 相同?强度是否一样?扭转角是否相同?刚度是否一样?
相同;一样;不同;不同
转
㈣ 3.13【思考题】有两根长度及重量都相同,且由同一材料制成
向 1.66 1=-100MPa, 2=-33MPa, 3=25MPa 。
1.67 Δl=0.075mm。
拉 1.68 略。
伸 1.69 [P]=43.7kN。
1.70 =73.92MPa<[] 。注意查角钢型钢表
和
1.71 =119.4MPa<[], [P]=33.5kN,d≥24.4mm。
压
1.72 b=116.4mm ,h=163mm。
作用,试确定截面尺寸b。已知载荷F=10kN,q=5N/mm,许
用应力[]=160MPa。
弯 R A3 .7k5,N R C 1.2 1k5N
RA
M ma x3.7k 5N m
3.75kN
C
RC
5kN
曲
剪力图
W Mz [],6bM h2 []
弯矩图
工程力学第4版(静力学)答案

工程力学(第四版)--静力学 北京科技大学、东北大学
X 0 FAC cos 60 FAB cos30 0 Y 0 FAB sin 30 FAC sin 60 W 0
联立上二式,解得: FAB 0.5W (拉力) FAC 0.866W (压力)
(d) 由平衡方程有:
X 0 FAB sin 30 FAC sin 30 0 Y 0 FAB cos30 FAC cos30 W 0
联立上二式,解得: FAB 0.577W (拉力)
工程力学(第四版)--静力学 北京科技大学、东北大学
FAC 0.577W (拉力)
2-4 解:(a)受力分析如图所示:
工程力学(第四版)--静力学 北京科技大学、东北大学
1-8 结构如图所示,力 P 作用在销钉 C 上,试分别画出 AC,BCE 及 DEH
部分的受力图。
1-1 解:
参考答案
1-2 解:
工程力学(第四版)--静力学 北京科技大学、东北大学
工程力学(第四版)--静力学 北京科技大学、东北大学
1-3 解:
2-12 解:整体受力交于 O 点,列 O 点平衡
由
x 0 FRA cos FDC P cos30 0
Y 0 FRA sin Psin 30 0
联立上二式得: FRA 2.92KN
FDC 1.33KN (压力)
列 C 点平衡
工程力学(第四版)--静力学 北京科技大学、东北大学
3-2 解: P1, P3; P2 , P5; P4 , P6 构成三个力偶
M
P1 (0.3 0.1)
P2
(0.4 0.1) 3 5