《工程力学》课后习题解答

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6-9 已知物体重W=100 N,斜面倾角为30o(题6-9图a,tan30o=0.577),物块与斜面间摩擦

因数为fs=0.38,f’s=0.37,求物块与斜面间的摩擦力?并问物体在斜面上是静止、下滑还是上滑?如果使物块沿斜面向上运动,求施加于物块并与斜面平行的力F至少应为多大?

F 解:(1) 确定摩擦角,并和主动力合力作用线与接触面法向夹角相比较; W W ? ?

(2) 判断物体的状态,求摩擦力:物体下滑,物体与斜面的动滑动摩擦力为 (a) (b) W ? (3) 物体有向上滑动趋势,且静滑动摩擦力达到最大时,全约束力与接触面法向夹角?f 等于摩擦角;

? ?+?f (4) 画封闭的力三角形,求力F F; FR FR W ? 6-10 重500 N的物体A置于重400 N的物体B上,B又置于水平面C上如题图所示。已知

? W fAB=0.3,fBC=0.2,今在A上作用一与水平面成30o的力F。问当F力逐渐加大时,是A?f ? F 先动呢?还是A、B一起滑动?如果B物体重为200 N,情况又如何? 解:(1) 确定A、B和B、C间的摩擦角: 30 A (2) 当A、B间的静滑动摩擦力达到最大时,画物体A的受力图和封闭力三角形; F1 B F1 30o A 30oB 的受力图和封闭力三角形;(3) 当B、C间的静滑动摩擦力达到最大时,C 画物体A与

WA FR1 F2 F2 o (4) 比较F1和F2; W30A FR1 A 30o ?f1 物体A先滑动; ?f1 (4) 如果WB=200 N,则WA+B=700 N,再求F2; B FR2 WA+B 物体A和B一起滑动; C ?f2 6-11 均质梯长为l,重为P,B端靠在光滑铅直墙上,如图所示,已知梯与地面的静摩擦因WA+B FR2 数fsA,求平衡时?=? ?f2 oF

D B B ?f 点约束力用全约束力表FB 解:(1) 研究AB杆,当A点静滑动摩擦力达到最大时,画受力图(Al 示); l C C 由三力平衡汇交定理可知,P、FB、FR三力汇交在D点;P P (2) 找出?min和? f的几何关系; ?min ? (3) 得出?角的范围; A A ?f FR M=1500 N?cm,已6-13 如图所示,欲转动一置于V槽型中的棒料,需作用一力偶,力偶矩知棒料重G=400 N,直径D=25 cm。试求棒料与V型槽之间的摩擦因数fs。

45o 45o 解:(1) 研究棒料,当静滑动摩擦力达到最大时,画受力图(用全约束力表示);

45o 45o (2) 画封闭的力三角形,求全约束力;(3) 取O为矩心,列平衡方程; (4) 求摩擦因数; M O M G FR2 ?f FR2 FR1 G (?/4)-?f

?f FR1 页眉内容

6-15 砖夹的宽度为25 cm,曲杆AGB与GCED在G点铰接。砖的重量为W,提砖的合力F

作用在砖对称中心线上,尺寸如图所示。如砖夹与砖之间的摩擦因数fs=0.5,试问b应为多大才能把砖夹起(b是G点到砖块上所受正压力作用线的垂直距离)。 解:(1) 砖夹与砖之间的摩擦角: 3cm (2) 由整体受力分析得:F=W B (2) 研究砖,受力分析,画受力图; G F b y (3) 列y方向投影的平衡方程; (4) 研究AGB杆,受力分析,画受力图; A W

E 3cm D ?f FR FR FGy 25cm (5) 取G为矩心,列平衡方程; FGx B 6-18 试求图示两平面图形形心C的位置。图中尺寸单位为mm。 G F y y b 解:(a) (1) 将T形分成上、下二个矩形SFC1、1、C2; ’R S2,形心为10 y (2) 在图示坐标系中,y轴是图形对称轴,则有:xC=0 A 150 50 (3) 二个矩形的面积和形心; (4) T形的形心; 50 120 200 (b) (1) 将L形分成左、右二个矩形S1、S2,形心为C1、C2; C 3cm W ?f 150 ?f 200 y (3) 二个矩形的面积和形心

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