第5章-力系的簡化-思考題

第5章力系的簡化——思考題5-1將圖(a)所示平面結(jié)構(gòu)中作用于B處的力F平移到D處，并按力的平移定理加上相應(yīng)的附加力偶M=F·d，如圖(b)所示，試問它們對結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)是否相同？為什么？思考題思考題5-1圖(b)ABDCaOFM思考題5-1圖(a)ABDCaOF5-2如圖所示，半徑為r的兩個均質(zhì)圓盤均處于平衡狀態(tài)，試問：(1)圖(a)中能否說力偶M與力F作用效果相反？圖(b)中能否說力F1與力F2作用效果相反？為什么？思考題思考題5-2圖(b)OF2rF1思考題5-2圖(a)OMFr5-3力系的主矢和對某點的主矩與力系的合力和合力偶的概念有什么區(qū)別？有什么聯(lián)系？5-4某空間力系對不共線的三點的主矩均為零，能否說該力系一定是平衡力系？為什么？5-5圖示力系，已知F1=F2=F3=F，沿邊長為a的正方體的棱邊作用，方向如圖所示，試問該力系向點O簡化的結(jié)果是什么？思考題思考題5-5圖F1ABCOxyzDF2F35-6設(shè)Oxyz為一個直角坐標(biāo)系，若某空間力系滿足條件，，，，則該力系簡化的最簡形式可能是什么？5-7設(shè)Oxyz為一個直角坐標(biāo)系，某空間平行力系各力平行于z軸，已知，，則該力系簡化的最簡形式可能是什么？5-8圖示作用于正方體上各空間力系均由兩個大小相等的力組成，試問圖(a)~圖(j)所示力系簡化的最終結(jié)果是什么？你發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？思考題5-8思考題5-8圖(d)F2F1思考題5-8圖(c)F2F1思考題5-8圖(b)F2F1思考題5-8圖(a)F2F1思考題思考題5-8圖(e)F2F1思考題5-思考題5-8圖(h)F2F1思考題5-8圖(g)F2F1思考題5-8圖(f)F2F1思考題5思考題5-8圖(j)F2F1思考題5-8圖(i)F1F25-9圖示邊長為a的各正方體上作用四個大小相等的力，試分別判斷其簡化的最簡形式是什么？思考題5-思考題5-9圖(c)F1F2F3F4思考題5-9圖(b)F1F2F3F4思考題5-9圖(a)F1F2F3F4思考題5-思考題5-9圖(e)F1F2F3F4思考題5-9圖(d)F2F1F3F4思考題5-9圖(f)F2F3F4F15-10圖示鉸盤有三個等長的柄，長度都為l，其間夾角均為120°，每個柄端各作用一垂直于柄的力F1、F2、F3，它們的大小均為F，試問：(1)向中心點O簡化的結(jié)果是什么？(2)向BC連線的中點D簡化的結(jié)果是什么？這兩個結(jié)果說明什么問題？5-11圖示邊長為a的菱形木板的四個邊上分別作用大小都為F的四個力，若分別選A、B為簡化中心求該力系簡化的最簡結(jié)果，試問它們分別是什么？這兩個結(jié)果說明什么問題？思考題思考題5-11圖F1F2F3ABCDF460°思考題思考題5-10圖F1F2F3ABCOD5-12圖示平面力系中F1、F2、…、Fn-1的作用線相互平行，但不與Fn的作用線平行，試判斷該力系簡化的最簡形式是什么？思考題5思考題5-12圖F1F2Fn-1Fn思考題5-13圖ABCDF1F2F4F35-13圖示圓板上受到四個力的作用，作用點分別為A、B、C、D，且乘積F1·AB=F2·BC=F3·CD=F4·DA，試問該力系的合力作用線位置在何處？5-14圖示三個大小相同的三角板上各作用一個力系，試問有沒有力系相互等效？5-15圖示力和力偶可用一等效力來代替，為使此等效力的作用線通過點G，試問角度應(yīng)如何選取？思考題思考題5-14圖(a)5N5N60N·m6m3m思考題5思考題5-14圖(c)5N10N5N·m2m5N思考題5-14圖(b)5N5N30N·m思考題5思考題5-16圖xyr3r/43r/43r/4思考題5-15圖100NA100N400NBCDGr5-16圖示陰影平板是由半徑為r的等厚均質(zhì)圓盤去掉一個三角形而得到，為使重心仍在圓心處，可在圓盤上再去掉一個小圓，試問小圓的圓心在何處？小圓的半徑應(yīng)為多少？5-17圖示兩桿AB、BC在B處光滑鉸接，置于光滑水平地面上，在A、C兩端各作用一個力F1、F2，試問：(1)能否在桿AB、BC上各加一力使之平衡？(2)能否在桿AB、BC上各加一力偶使之平衡？(3)能否在桿AB上加一力，在桿BC上加一力偶使之平衡？5-18圖示邊長為a的立方體作用有圖示力系，其中三個力的大小都為F，上表面和右表面分別作用有力偶M1和M2，其力偶矩的大小均為Fa，若欲使該立方體平衡，只需在某處施加一個力即可，試問如何施加？思考題5思考題5-18圖F1ACOxyzBF2F3M1M2思考題5-17圖ABCF1F25-19不計自重和摩擦，試畫出圖示平面結(jié)構(gòu)桿AB和桿CD的受力圖（要確定約束力的正確方向和約束力偶矩的正確轉(zhuǎn)向，圖(b)中桿AB和桿CD在E處相互鉸接）。思考題思考題5-19圖(a)ADBC60°M思考題5-19圖