第5章 力系的简化.doc

第5章 力系的简化——思考题 5-1 将图(a)所示平面结构中作用于B处的力F平移到D处，并按力的平移定理加上相应的附加力偶M = F·a，如图(b)所示，试问它们对结构的作用效应是否相同？为什么？ 5-2 如图所示，半径为r的两个均质圆盘均处于平衡状态，试问：(1) 图(a)中能否说力偶M与力F作用效果相反？图(b)中能否说力F1与力F2作用效果相反？为什么？ 5-3 力系的主矢和对某点的主矩与力系的合力和合力偶的概念有什么区别？有什么联系？ 5-4 某空间力系对不共线的三点的主矩均为零，能否说该力系一定是平衡力系？为什么？ 5-5 图示力系，已知F1 = F2 = F3 = F，沿边长为a的正方体的棱边作用，方向如图所示，试问该力系向点O简化的结果是什么？ 5-6 设Oxyz为一个直角坐标系，若某空间力系满足条件，，，，则该力系简化的最简形式可能是什么？ 5-7 设Oxyz为一个直角坐标系，某空间平行力系各力平行于z轴，已知，，则该力系简化的最简形式可能是什么？ 5-8 图示作用于正方体上各空间力系均由两个大小相等的力组成，试问图(a)~图(j)所示力系简化的最终结果是什么？你发现什么规律？ 5-9 图示边长为a的各正方体上作用四个大小相等的力，试分别判断其简化的最简形式是什么？ 5-10 图示铰盘有三个等长的柄，长度都为l，其间夹角均为120°，每个柄端各作用一垂直于柄的力F1、F2、F3，它们的大小均为F，试问：(1) 向中心点O简化的结果是什么？(2) 向BC连线的中点D简化的结果是什么？这两个结果说明什么问题？ 5-11 图示边长为a的菱形木板的四个边上分别作用大小都为F的四个力，若分别选A、B为简化中心求该力系简化的最简结果，试问它们分别是什么？这两个结果说明什么问题？ 5-12 图示平面力系中F1、F2、…、Fn-1的作用线相互平行，但不与Fn的作用线平行，试判断该力系简化的最简形式是什么？ 5-13 图示圆板上受到四个力的作用，作用点分别为A、B、C、D，且乘积F1·AB = F2·BC = F3·CD = F4·DA，试问该力系的合力作用线位置在何处？ 5-14 图示三个大小相同的三角板上各作用一个力系，试问有没有力系相互等效？ 5-15 图示力和力偶可用一等效力来代替，为使此等效力的作用线通过点G，试问角度应如何选取？ 5-16 图示阴影平板是由半径为r的等厚均质圆盘去掉一个三角形而得到，为使重心仍在圆心处，可在圆盘上再去掉一个小圆，试问小圆的圆心在何处？小圆的半径应为多少？ 5-17 图示两杆AB、BC在B处光滑铰接，置于光滑水平地面上，在A、C两端各作用一个力F1、F2，试问：(1) 能否在杆AB、BC上各加一力使之平衡？(2) 能否在杆AB、BC上各加一力偶使之平衡？(3) 能否在杆AB上加一力，在杆BC上加一力偶使之平衡？ 5-18 图示边长为a的立方体作用有图示力系，其中三个力的大小都为F，上表面和右表面分别作用有力偶M1和M2，其力偶矩的大小均为Fa，若欲使该立方体平衡，只需在某处施加一个力即可，试问如何施加？ 5-19 不计自重和摩擦，试画出图示平面结构杆AB和杆CD的受力图（要确定约束力的正确方向和约束力偶矩的正确转向，图(b)中杆AB和杆CD在E处相互铰接）。 5-20 若不计自重和摩擦，试问图(a)所示结构的受力图为图(b)是否正确？若有错误，应如何改正？ D O F1 C 思考题5-11图 F4 F3 F2 F1 思考题5-10图 F3 F2 思考题5-9图 (f) F4 F3 F2 F1 思考题5-9图 (e) 5N 2m Fn D C B A Fn-1 F4 F3 F1 F2 F2 思考题5-9图 (d) F1 F4 60° F4 D 思考题5-12图 C B A F3 F2 F1 B A F3 F2 F1