Файл: Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике (1975).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.06.2024

Просмотров: 1057

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Работа по подготовке настоящего издания выполнена группой

преподавателей высших учебных заведений г. Ленинграда.

Составили

новые

задачи и подготовили

к печати: отдел статики — Д. Р. Меркин,

отдел

кинематики — М. И. Бать (§§ 15—18), А. С. Кельзон (§§ 21—25)

и Д. Р. Меркин (§§

10—14

и 19—20), отдел динамики материальной

точки — А.

С. Кельзон,

отдел

динамики

материальной

системы —

М. И. Бать (§§ 34—44)

и

Н. В.

Бутенин

(§ 45),

отдел

аналитиче-

ской механики — М. И. Бать

(§§

46,

47) и Д. Р. Меркин (§§

48, 49),

отдел

динамики космического

полета — Д. Р. Меркин, отдел

теории

колебаний

и устойчивости

движения — Н. В. Бутенин.

 

 

Кроме вышеупомянутых

лиц

для

настоящего

издания

предоста-

вили новые задачи М. 3.

Коловский, |И. Е. Лившиц| и Б. А. Смоль-

ников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Считаем своим приятным долгом выразить искреннюю

благодар-

ность

профессорам

Г. 1О. Степанову

и В. Н. Щелкачеву

и возглав-

ляемым ими коллективам

кафедр за ценные замечания и советы, по-

зволившие

улучшить

«Сборник».

 

 

 

 

 

 


ОТДЕЛ ПЕРВЫЙ

СТАТИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

ГЛАВА I

ПЛОСКАЯ СИСТЕМА СИЛ

§1. Силы, действующие по одной прямой

1.1(3). Две гири, в 10 я и 5 «, висящие на одной веревке,

укреплены

на ней

в разных местах, причем ббльшая гиря висит

ниже меньшей. Каково натяжение веревки?

Ответ:

10 и и

15 я.

1.2(5). Буксир тянет три баржи различных размеров, сле-

дующие

одна

за

другой.

Сила

тяги

винта

буксира

в

данный

момент

 

равна

1800

кГ.

Сопротивление воды

движению

буксира

равно

600

кГ;

сопротивление воды

движению

первой

баржи —

600 кГ,

второй

баржи — 400 кГ

и третьей — 200 кГ.

Имеющийся

в распоряжении канат

выдерживает

безопасно растягиваю-

 

щую силу в 200 кГ. Сколько канатов

надо протянуть от

 

буксира

к первой

барже, от первой ко

второй и от вто-

 

рой к

третьей,

если

движение — прямолинейное и равно-

 

мерное?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

6, 3

и

1 канат.

 

 

 

 

 

 

1.3

(6). Груз

Q =

30 н удерживается

в равновесии при

 

 

помощи

противовеса,

прикрепленного к концу троса

ABC,

перекинутого через

блок. Вес

троса 5 я. Определить,

пре- к задаче i з.

небрегая

жесткостью

троса,

трением

и

радиусом

блока,

вес Р и

усилия

FA* F& растягивающие

трос

в его

концах А и С,

а также

усилие

FB

в

среднем сечении

В

троса

в

случаях:

1) когда точки

Л

и С находятся на одной высоте;

2)когда точка А занимает высшее положение;

3)когда точка А занимает низшее положение.

Ответ: 1) Р =

30 я;

/ ^ =

30

я;

/^

=

32,5

я;

^ с

=

30я;

2 ) Р

= 25я;

/ ^ =

30 я;

F B

=

27,5

я;

F c

=

25«;

3 ) Р

=

35я;

/ ^ =

30

я;

FB

— 32,5

н;

Fc

=

35 н.

1.4 (7). На дне шахты находится человек весом 64 кГ\ посредством каната, перекинутого через неподвижный блок, человек удерживает груз в 48 кГ. 1) Какое давление оказывает человек на дно шахты?

2)Какой наибольший груз он может удержать с помощью каната?

Ответ: 1) 16 кГ\ 2) 64 кГ.

0


1.5 (8). Поезд

идет

по

прямолинейному

горизонтальному

пути

с постоянной скоростью;

вес

поезда,

не считая электровоза, 1200 т.

Какова сила тяги

электровоза,

если

сопротивление движению

поезда

равно 0,005 давления поезда на рельсы?

 

 

Ответ: б г.

 

 

 

 

 

 

 

1.6. Пассажирский поезд

состоит из электровоза, багажного вагона

весом 40 г и 10

пассажирских

вагонов весом

50 г каждый. С какой

силой будут натянуты вагонные стяжки и какова сила тяги электро-

воза,

если

сопротивление

движению

поезда

равно

0,005

его

веса?

При

решении задачи принять, что сопротивление движению

распре-

деляется между составом поезда пропорционально

весу

и что дви-

жение поезда равномерное.

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

Сила тяги

электровоза

2,7 т,

Гц =

0,25

т,

Tw

=

=

2 • 0,25

г и т. д. (нижний индекс

означает номер вагона,

начиная

от

электровоза).

 

 

 

 

 

 

 

§2. Силы, линии действия которых пересекаются

водной точке

2.1 (11). В центре правильного

шестиугольника приложены силы

1, 3, 5, 7, 9 и 11 /^ направленные

к

его вершинам. Найти величину

 

и

направление равнодействующей

 

и

уравновешивающей.

 

 

 

Ответ:

12 и;

направление

 

уравновешивающей

противопо-

рложно направлению заданной силы

 

 

 

 

 

-L

в 9 я.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 (12). Определить усилие,

 

 

 

 

 

 

 

передаваемое

листом

mnpqr

на

 

 

 

 

 

 

 

стержень MN, если усилия, дей-

 

 

 

 

 

 

 

ствующие по линиям ОА, ОВ и ОС,

 

 

 

 

 

 

 

равны: Pi =

P 3 = 1 4 1

н

и Р% =

 

 

 

 

 

 

 

=

100

к.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Направления усилий показаны

 

 

 

 

(

 

 

на

чертеже.

 

 

 

 

 

 

 

 

К з а д а ч е 2 2 -

 

 

 

 

 

Ответ:

100

к

и

действует

 

 

 

 

 

 

 

по

ОВ

в

сторону,

обратную

Р2 .

 

2.3 (13). Силу в 8 и разложить

на

две

по

5 к

каждая.

Можно

ли

ту же

силу разложить на две

по

10 «,

15 и, 20 я

и т. д.? На две

по

100 «?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

Да,

если

не заданы

направления

разложения.

 

 

 

 

2.4 (14). По направлению стропильной ноги, наклоненной к гори-

зонту под углом

а =

45°,

действует

сила

Q =

250

кГ.

Какое

уси-

лие 5 возникает при этом

по

направлению горизонтальной

затяжки

и какая сила N действует

на

стену

по отвесному направлению?

 

 

Ответ:

S=N—

177 кГ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5 (15). Два

трактора,

идущих

по

берегам

прямого

канала

с

постоянной скоростью,

тянут

барку

при

помощи

двух

канатов.

10



Силы

натяжения

канатов равны

80 кГ

и 96 кГ; угол между ними

равен 60°. Найти сопротивление воды

 

Р, испытываемое

баркой при

ее движении, и углы а и р , которые

 

должны

составлять

канаты

с берегами канала, если барка движется параллельно берегам.

Ответ:

Р = 153 кГ; а = 33°;

р= 27°.

 

 

 

 

 

 

 

с*.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К задаче 2.4.

 

 

 

К задаче 2.6.

 

 

2.6 (16).

Кольца А, В и С трех

пружинных

весов

укреплены

неподвижно

на

горизонтальной доске. К крючкам

весов

привязаны

три веревки, которые натянуты и связаны в один узел D.Показания

весов: 8, 7 и 13 кГ. Определить

углы а и р , образуемые

направле-

ниями

веревок, как указано на чертеже.

 

 

 

 

 

Ответ:

а = 27,8°; р = 32,2°.

 

 

 

 

 

 

 

2.7 (17). Стержни АС и ВС соединены между

собой

и с верти-

кальной стеной посредством шарниров. На

шарнирный

болт С

действует вертикальная

сила Р = 1 0 0 0

н.

 

 

 

 

Определить

реакции

этих стержней

на шарнирный болт

С, если

углы,

составляемые стержнями со стеной, равны: а = 30° и ^= 60°.

Ответ:

866 н; 500 и.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

У///////////////////////Г/.

 

 

 

 

 

 

 

N

К задаче 2.7.

 

 

К задаче 2.8.

2.8 (18). На чертежах

а, б

и в, как и в предыдущей задаче,

схематически

изображены

стержни, соединенные между собой, с по-

толком и стенами посредством

шарниров. К шарнирным болтам В,

F и К подвешены грузы

Q = 1000 кГ.

Определить

усилия в стержнях для случаев:

а) а =

р = 45°;

 

 

б) а= 3 0 ° ,

р = 60°;

 

 

в) а = 60°,

р= 30°.

 

 

11