静力学第二章习题答案.doc

2-3 在图示结构中，二曲杆重不计，曲杆AB上作用有主动力偶M。试求A和C点处的约束力。

解：BC为二力杆(受力如图所示)，故曲杆AB在B点处受到约束力的方向沿BC两点连线的方向。曲杆AB受到主动力偶M的作用，A点和B点处的约束力必须构成一个力偶才能使曲杆AB保持平衡。AB受力如图所示，由力偶系作用下刚体的平衡方程有（设力偶逆时针为正）：

其中：。对BC杆有：
A，C两点约束力的方向如图所示。

2-4

解：机构中AB杆为二力杆，点A,B出的约束力方向即可确定。由力偶系作用下刚体的平衡条件，点O,C处的约束力方向也可确定，各杆的受力如图所示。对BC杆有：
对AB杆有：
对OA杆有：
求解以上三式可得：， ，方向如图所示。 //

2-6求最后简化结果。

解：2-6a
坐标如图所示，各力可表示为:
， ，
先将力系向A点简化得（红色的）：
，
方向如左图所示。由于，可进一步简化为一个不过A点的力(绿色的)，主矢不变，其作用线距A点的距离，位置如左图所示。
2-6b
同理如右图所示，可将该力系简化为一个不过A点的力（绿色的），主矢为：

其作用线距A点的距离，位置如右图所示。
简化中心的选取不同，是否影响最后的简化结果？ 是

2-13

解：整个结构处于平衡状态。选择滑轮为研究对象，受力如图，列平衡方程（坐标一般以水平向右为x轴正向，竖直向上为y轴正向，力偶以逆时针为正）：

选梁AB为研究对象，受力如图，列平衡方程：

求解以上五个方程，可得五个未知量分别为：
（与图示方向相反）
（与图示方向相同）
（逆时针方向）

2-18

解：选AB杆为研究对象，受力如图所示，列平衡方程：

求解以上两个方程即可求得两个未知量，其中：

未知量不一定是力。

以下几题可看一看！
2-27
解：选杆AB为研究对象，受力如下图所示。列平衡方程：（运用力对轴之矩！）

由和可求出。平衡方程可用来校核。
思考题：对该刚体独立的平衡方程数目是几个？

2-29
解：杆1，2，3，4，5，6均为二力杆，受力方向沿两端点连线方向，假设各杆均受压。选板ABCD为研究对象，受力如图所示，该力系为空间任意力系。采用六矩式平衡方程：

(受拉)
(受压)

(受压)
(受拉)

本题也可以采用空间任意力系标准式平衡方程，但求解代数方程组非常麻烦。类似本题的情况采用六矩式方程比较方便，适当的选择六根轴保证一个方程求解一个未知量，避免求解联立方程。

2-31 力偶矩
解：取棒料为研究对象，受力如图所示。列平衡方程:

补充方程：
五个方程，五个未知量，可得方程：

解得。当时有：

即棒料左侧脱离V型槽，与提议不符，故摩擦系数。

2-33
解：当时，取杆AB为研究对象，受力如图所示。
列平衡方程：

附加方程：
四个方程，四个未知量，可求得。

2-35

解：选棱柱体为研究对象，受力如图所示。假设棱柱边长为a，重为P，列平衡方程：

如果棱柱不滑动，则满足补充方程时处于极限平衡状态。解以上五个方程，可求解五个未知量，其中：
(1)
当物体不翻倒时，则：
(2)
即斜面倾角必须同时满足(1)式和(2)式，棱柱才能保持平衡。