题目
图示结构,其对A点之矩的平衡方程为()A. mA(F)=m+PsinθL/2+2Qa+mA=0B. mA(F)=-m-PsinθL/2+Qa=0C. mA(F)=-mL-PL/2+Qa/2+mA=0D. mA(F)=-m-PsinθL/2+Qa+mA=0
图示结构,其对A点之矩的平衡方程为()
A. mA(F)=m+PsinθL/2+2Qa+mA=0
B. mA(F)=-m-PsinθL/2+Qa=0
C. mA(F)=-mL-PL/2+Qa/2+mA=0
D. mA(F)=-m-PsinθL/2+Qa+mA=0
题目解答
答案
D. mA(F)=-m-PsinθL/2+Qa+mA=0
解析
本题考查平面力系的力矩平衡方程的应用。解题核心在于:
- 确定研究对象,取整体为研究对象;
- 分析所有外力对A点的矩,包括已知力、未知约束力的矩;
- 正确判断各力矩的符号:通常规定逆时针为正,顺时针为负;
- 列写力矩平衡方程,所有外力对A点的矩的代数和为零。
关键点在于准确计算各力的力臂长度,并注意力的方向对符号的影响。
步骤1:分析受力
结构受以下外力作用:
- 已知力矩$m$(顺时针,符号为负);
- 力$P$的竖直分量$P\sin\theta$,作用线距离A点水平距离为$L/2$;
- 力$Q$,作用线距离A点垂直距离为$a$;
- 支座A的反力矩$m_A$(未知,符号待定)。
步骤2:计算各力对A点的矩
- 力矩$m$:直接作用于A点,其矩为$-m$(顺时针);
- 力$P$的分量:竖直分量$P\sin\theta$对A点的矩为$-P\sin\theta \cdot \frac{L}{2}$(顺时针);
- 力$Q$:对A点的矩为$+Qa$(逆时针);
- 支座反力矩$m_A$:作为未知量,符号需与方程整体平衡一致。
步骤3:列平衡方程
所有外力对A点的矩代数和为零:
$-m - P\sin\theta \cdot \frac{L}{2} + Qa + m_A = 0$