理论力学B(1) 练习册 32学时 昆明理工大学
3.3.6 (b) (a)
(a) 解:由均质物体的形心坐标公式(3-30)式 (b) 解:由均质物体的形心坐标公式(3-30)式
用分割法: 由对称性得: xc?0由对称性得: yc?0用负面积法: AixCiA1xc1?A2xc2?A3xc3AyAy?AyiCix??1c12c2cyc? ?AiA1?A2?A3AiA1?A2
?172?(?18?14)?(3?7)20?2?1?20?2?12?15?2?2324?17?11mm???6.08mm 20?2?20?2?15?224?17?(?18?14) 3.3.7
解:由均质物体的形心坐标公式(3-30)式
用分割法:
VixciV1xc1?V2xc2x?? cViV1?V2
80?40?60?20?40?40?10?60
? 80?40?60?40?40?10
???????23.08mm11
理论力学B(1) 练习册 32学时 昆明理工大学
ViyciV1yc1?V2yc2y?? cViV1?V2
80?40?60?40?40?40?10?20
??zcVz???Viici?V1zc1?V2zc2V1?V2?80?40?60?40?40?10?
80?40?60?(?30)?40?40?10?(?5)80?40?60?40?40?10?38.46mm??28.08mm
第四章 摩 擦
四、计算题 4.4.1
B K y FxO A 3N FNFS解:取物块A为研究对象
? 10N FT?F?8N?FTcos??10?3?8.66N2∴ 物块A有向右滑动的趋势,FS指向左边;
?X?0?Y?0-F?FS?FTcos??0A ? ?FS??F?FTcos??0.66N-W?FN?FTsin??0 W?FN??W?FTsin??2N
∴最大摩擦力为: Fmax?fsFN?0.2?2?0.4N?Fmax?0.4N?Fs?0.66N∴物块A不平衡。
4.4.2
100 100 解:欲保持木块平衡,必须满足 1)不会向右滑动,B B A A F F 2)不会绕D点翻倒。
160 取木块为研究对象 160 1) 木块不会向右滑动:
P P ?F?FSD C X?0F?FS?0C D FS?FN?P?100N100 Y?0FN?P?0FN B A F 若木块不会向右滑动,则应有: y 160 F?FS?Fmax?fSFN?0.4?100?40N xP D C FS2) 木块不会绕D点翻倒: 取木块为研究对象
??FN12
?MD?0理论力学B(1) 练习册 32学时 昆明理工大学
4.4.3
F'K K
FS LFN
O2
4.4.4
设木块处于临界状态,受力图如图所示。
P?50?F?160?0?F?5P16?31.25N?F?31.25N解:取BO1杆和AC杆为研究对象;
yxFC?MO1?0O1A?FC?O1B?F?0O1B0.75F??200?300NO1A0.5?FC?取KE杆和EDC杆为研究对象;
?MD?0KD?FKsin??CD?F'C?0?FK?F'Csin??300?KEED?3005N取O2K杆和闸块为研究对象并设初始鼓轮顺时针转动
0.255m?
?MF'CF\SO2?0KO2?FKcos??LO2?FN?0KO2FKcos?1?3005KD?LO20.5EKFK?FN??F'NF'SO?1?30050.5?1200N0.50.255F\N取鼓轮研究对象;
?MO?0RF'S?RF\S?0形成制动力偶
?F'S??F\S∴制动力矩为: Mf?2RF'S?2R?fSFN?300Nm
解:取轮为研究对象;
SS2
y x
?X?0Psin??F?0?F?Psin?
?Y?0Pcos??P?F?0?F?P?Pcos?o
?M?0?M?RF?rP?0221NN12OfS2FSMfFN
?Mf??RFS?rP2?P2(r?Rsin?)
4.4.4
13
理论力学B(1) 练习册 32学时 昆明理工大学
解:取物块为研究对象;
?F?Fcos??300cos300?259.81Nt 0P??Psin??500sin30?250Nt 可见:Ft?Pt∴物块有沿斜面向上滑动的趋势,则设 FS的方向如图:
P NF ??tθ FSFN?T?0?N?0Fcos??Psin??FS?0 ?FS?Fcos??Psin??9.81N?Fsin??Pcos??FN? 0?FN?Fsin??Pcos??583.01N又?Fmax?fFN?0.4?583.01?233.21 N?FS?9.81N∴上面所求摩擦力正确,即: FS?9.81N
方向如图。
第五章 点的运动学
四、计算题
5.4.1 y ?解: ?????t?t A 5? C ?x?oAcos??20costE ?5 ?D点的运动方程 y?ω y?oAsin??2ACsin??10sint?D 5B ? x2y2O x D点的轨迹方程 ??1 消去t得: x400100
5.4.2 B 解:建立参考系如图,由于顶杆作平动,所以由顶杆上的A点的运动方程: y 2 2222y?oA?OD?AD?esin??AC?CD?esin??R?ecos?14
A C 理论力学B(1) 练习册 32学时 昆明理工大学
为顶杆的运动方程。 ?y?esin?t?R2?e2cos2?t
?2e2cos?t?(??sin?t)R ??e?cos?t?顶杆的速度为: v?y 2222R?ecos?t D 2e?sin2?t)x ?e?cos?t? 方向沿y轴方向。 2222R?ecos?t
5.4.3 解:1)直角坐标法: x?R(1?cos2?t),y?Rsin2?ty B A M ??2R?cos2?tvy?y???2R?sin2?t?vx?x 2 ?v?vx?v2cos(v,i)?vxv??sin2?tω y?2R?2wt wt O x cos(v,j)?vyv?cos2?tO1 ?x??4R?2cos2?t ?ax?v?y??4R?2sin2?tay?v 22C ?a?ax?a2cos(a,i)?axa??cos2?ty?4R? cos(a,j)?aya??sin2?t??2R??v? S方向如图。
2自然法: S?R?2?t?2R?t??0at?van?v2R?4R?2
方向如图。
第六章 刚体的简单运动
四、计算题 6.4.1 O1 anA n O2 解:∵构件BAM作平动;
A B ∴M点的运动轨迹及其速度和加速度都与A点相同。 而A点绕点作定轴转动,其角速度为:
vAanMvMM 2?n??n?6030?x?Rcos?ty? Rsin?t??消去t得M点的运动轨迹: x2?y2?R2vM?vA??R?15
?R?n30方向如图
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