习题4-1
解: 以棒料为研究对象,所受的力有重力、力偶,与V型槽接触处的法向约束力、和摩擦力、,且摩擦力的方向与棒料转动方向相反,如图所示。建立坐标系,列平衡方程:
临界条件下,补充方程:
联立以上各式得:
(忽略)
答:棒料与V型槽间的静摩擦因数。
习题4-6
解法一:
(1)取整体为研究对象,作用力有重力、提砖力,列平衡方程:
所以
(2)取砖块为研究对象,其受力情况如图所示:作用力有重力、法向约束力、和摩擦力、,由于其滑动趋势向下,所以其摩擦力的方向向上。列平衡方程:
补充方程:
所以
(3)取构件AGB为研究对象,所受的力除提砖力外,还有砖块对其作用的正压力、摩擦力,G点的约束力、。列平衡方程:
其中与砖块所受的力、与砖块所受的力分别为作用力与反作用力关系,将各力的数值代入得
答:距离时才能把砖夹起。
解法二:
取构件GCD为研究对象,受力情况如图所示。
作用于D点的力有正压力、摩擦力,作用于G点的有约束力、。列平衡方程:
补充方程:
所以
答:距离时才能把砖夹起。
解法三:
取构件GCD为研究对象,受力情况如图所示。作用力有D点的全约束力和G点的约束力且二者满足二力平衡条件。由几何关系得
在平衡条件下,全约束力的作用线与法向约束力作用线的夹角不可能大于摩擦角,即
所以
答:距离时才能把砖夹起。
习题4-23
解:(1)以均质梁AB为研究对象,其受力情况如图所示:重力作用于AB的中点,与线圈架接触处有正压力、摩擦力,铰接处A有约束力、。列平衡方程:
我们有:
(2)以线圈架为研究对象,其受力情况如图所示:重力作用于线圈架中心,绳子的拉力,与梁AB接触处的有正压力、摩擦力,与地面接触处有正压力、摩擦力。其中、分别与均质梁AB所受的力、互为作用力与反作用力,即,。列平衡方程:
a.如果线圈架轴芯与梁AB接触处先于线圈架与地面接触处滑动,则临界条件下的补充方程为:
联立方程得:
所以,滑动时
b.如果线圈架轴芯与梁AB接触处晚于线圈架与地面接触处滑动,则临界条件下补充方程为:
联立方程得:
所以,滑动时,而此时计算出的线圈架轴芯与梁AB接触处的摩擦力大于它的最大摩擦力,故此种情况不可能发生。
因此,系统滑动时水平拉力的最小值应为。
答:使线圈架由静止而开始运动的水平拉力的最小值为240N。
习题4-28
解:以钢管为研究对象,其受力情况如图所示。即作用力有:钢管自身重力、与台架接触点C处的正压力、滑动摩擦力以及滚动摩阻力偶。当钢管处于平衡状态时其平衡方程为:
钢管在将要滚动时的补充方程为:
解之得:
即
答:台架的最小倾角应为。下载本文