在完成《土木工程力学(本)》这门课程的学习后,我们迎来了第一次作业。这次作业旨在帮助大家巩固基础理论知识,并将其应用于实际问题中。以下为本次作业的部分参考答案,供同学们学习与参考。
第一题:
题目描述:一根长度为5米的简支梁受到均布荷载q=10kN/m的作用,请计算梁的最大弯矩和最大剪力。
解答:
- 最大剪力出现在支座处,计算公式为 \(V_{max} = \frac{ql}{2}\),代入数据得 \(V_{max} = \frac{10 \times 5}{2} = 25kN\)。
- 最大弯矩出现在梁的跨中位置,计算公式为 \(M_{max} = \frac{ql^2}{8}\),代入数据得 \(M_{max} = \frac{10 \times 5^2}{8} = 31.25kNm\)。
第二题:
题目描述:一悬臂梁长4米,自由端受集中力P=20kN作用,请确定梁根部的约束反力及弯矩。
解答:
- 悬臂梁的约束反力等于集中力大小,方向相反,即 \(R = P = 20kN\)。
- 梁根部的弯矩由集中力产生,计算公式为 \(M = Pl\),代入数据得 \(M = 20 \times 4 = 80kNm\)。
第三题:
题目描述:已知某结构节点A有三个外力作用,分别为F1=15kN(水平向右)、F2=20kN(竖直向上)和F3=25kN(斜向左上方,与水平线成30度角)。求合力的大小和方向。
解答:
- 分解F3为水平分量和竖直分量:\(F_{3x} = F_3\cos30^\circ, F_{3y} = F_3\sin30^\circ\)。
- 计算总水平分量和总竖直分量:\(F_x = F_1 + F_{3x}, F_y = F_2 + F_{3y}\)。
- 合力大小为 \(F = \sqrt{F_x^2 + F_y^2}\),方向为 \(\theta = \arctan(F_y/F_x)\)。
以上仅为部分题目解析,希望对大家有所帮助。在学习过程中,建议多动手实践,加深理解。同时,鼓励大家根据自身情况调整解题思路,培养独立思考的能力。如果遇到困难,可以查阅教材或咨询老师,共同进步。