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1、第五章
習(xí)題5-2.重為G的物體放在傾角為α的斜面上,摩擦系數(shù)為f;問要拉動物體所需拉力T的最小值是多少,這時的角θ多大?
解:(1) 研究重物,受力分析(支承面約束用全反力R表示),畫受力圖:
(2) 由力三角形得
(3) 當(dāng)T與R垂直時,T取得最小值,此時有:
習(xí)題5-6.欲轉(zhuǎn)動一放在V形槽中的鋼棒料,需作用一矩M=15N.m的力偶,已知棒料重400N,直徑為25cm;求棒料與槽間的摩擦系數(shù)f。
解:(1) 研究鋼棒料,受力分析(支承面約束用全反力R表示),畫受力圖:
(2) 由力三角形得:
(3) 列平衡方程:
2、
由(2)、(3)得:
(4) 求摩擦系數(shù):
習(xí)題5-7.尖劈頂重裝置如圖所示,尖劈A的頂角為α,在B塊上受重物Q的作用,A、B塊間的摩擦系數(shù)為f(其他有滾珠處表示光滑);求:(1)頂起重物所需力P之值;(2)取支力P后能保證自鎖的頂角α之值。
解:(1) 研究整體,受力分析,畫受力圖:
列平衡方程
(2) 研究尖劈A,受力分析,畫受力圖
由力三角形得
(3) 撤去P力后要保持自鎖,則全反力與NA成一對平衡力
由圖知
習(xí)題5-8.圖示為軋機(jī)的兩個軋輥,其直徑為d=500mm,輥面間開度為a=5mm,兩軋輥
3、的轉(zhuǎn)向相反,已知燒紅的鋼板與軋輥間的摩擦系數(shù)為f=0.1;試問能軋制的鋼板厚度b是多少?
解:(1) 研究鋼塊,處于臨界平衡時,畫受力圖:
(2) 由圖示幾何關(guān)系:
習(xí)題5-10.攀登電線桿用的腳套鉤如圖所示,設(shè)電線桿的直徑d=30cm,A、B間的垂直距離b=10cm,若套鉤與電線桿間的摩擦系數(shù)?f=0.5;試問踏腳處至電線桿間的距離l為多少才能保證安全操作?
解:(1) 研究腳套鉤,受力分析(A、B處用全反力表示),畫受力圖:
(2) 由圖示幾何關(guān)系:
習(xí)題5-12.梯子重G、長為l,上端靠在光滑的墻上,底端與水平面間的摩擦系數(shù)為f
4、;求:(1)已知梯子傾角α,為使梯子保持靜止,問重為P的人的活動范圍多大?(2)傾角α多大時,不論人在什么位置梯子都保持靜止。
解:(1) 研究AB桿,受力分析(A處約束用全反力表示),畫受力圖:
(2) 由力三角形得:
(3) 列平衡方程:
由(2)、(3)得:
(4) 取AD=l,表示無論人在何處,都能保持平衡;則得:
習(xí)題5-13.圓柱滾子重3kN,半徑為30cm,放在水平面上;或滾動摩擦系數(shù)δ=0.5cm,求α=0及α=30o兩種情況下,拉動滾子所需的力P之值。
解:(1) 研究滾子,受力分析,畫受力圖:
(2) 列平衡方程:
(3) 滾動摩擦關(guān)系是:
由(2)、(3)得:
(4) 取α=0得:
所以拉動滾子至少需50N力;
(5) 取α=30o得:
所以拉動滾子至少需57.2N力;