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理论力学

1.1如图示,将垂直力 沿AC和BC方向分解,求分解后的分力。
解:如图所示,利用几何关系:
因此

1.2如图示,已知 , ,试将作用于长方体棱角D、大小为 的力用 用基矢量表示,并计算其在长方体对角线AB上的投影。
解:根据投影或二次投影,得
, ,
因此
设沿对角线AB的单位矢量为 ,因为AB长为
则有 ,于是
1.11轴AB与铅垂线成 角,悬臂CD垂直地固结在轴上,其长为 ,并与铅垂面Baz成 角,如图示。如在D点作用铅垂向下的力 ,求此力对AB轴之矩。
解:建立坐标系 , 轴沿AB方向, 轴沿CD’方向,则
而力对AB轴之矩为:
1.12摇臂起重机上作用一力 ,如图示。试求力 对图示坐标轴Ox、Oy、Oz之矩。
解:根据已知条件,

设对角线OC的单位矢量为 ,则有
因此
1.9力 沿长方体对角线AB作用如图示。求 对y轴及CD轴之矩。已知 , , 。
解:根据已知条件,

设CD轴的单位矢量为 ,则有
因此
1.10若 或 ,试问 和 是否相同?为什么?( 为矢径,起始点与 和 的作用点重合。)
解:力 和 不一定相同。设 沿水平方向,则图(a)中终点在铅垂线AB上的 和 满足 ,而图(b)中终点在水平线CD上的 和 满足 ,这两种情况下 与 不相同。
解:
解:
轴的单位矢量为
力 在 上的投影
对于 轴之矩
1.6计算图示手柄上的力 对于Ax,Ay,Az之矩。已知 , , , , , 。
解:根据投影或二次投影,得
由图得 。因此
1.7计算题1.2中力 对长方体另一棱角C点的矩。
解: , 已在题1.2中给出,于是有
1.8力 沿边长为 , , 的长方体的一棱边作用如图示。试计算 对于长方体对角线OC之矩。
1.3已知作用于同一点的三个力(单位均为 ) , , 在l轴上的投影分别为7N,2N和4N,试求l轴的基矢量 。
解:设 ,由 , , ,导出
解得
, ,
因此求得
1.4两轴(基矢量分别为 和 )的夹角为 ,处于两轴所在平面的力 在这两轴上的投影分别为 和 ,试求力 。解:设 ,ຫໍສະໝຸດ , ,得解出因此
1.5如图示,求力 在 轴上的投影及对于 轴之矩。
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