Вопрос:

For the given beam, determine the forces acting on the supports.

Ответ:

Решение:

Для определения сил, действующих на опоры, мы можем использовать уравнения равновесия. Предположим, что опора в точке A является шарнирно-неподвижной, а опора в точке C - роликовой. Это означает, что в точке A есть вертикальная и горизонтальная реакции, а в точке C - только вертикальная реакция.

Обозначим: \( R_{Ax} \) - горизонтальная реакция опоры A, \( R_{Ay} \) - вертикальная реакция опоры A, \( R_C \) - вертикальная реакция опоры C.

Уравнения равновесия:

  1. Сумма горизонтальных сил равна нулю:
    \( \sum F_x = 0 \)
    \( R_{Ax} + F_{Bx} = 0 \)
    Так как \( F_B \) приложена под углом \( 60^\circ \) к горизонтали, её горизонтальная составляющая \( F_{Bx} = -F_B \cos(60^\circ) \).
    \( R_{Ax} - F_B \cos(60^\circ) = 0 \)
    \( R_{Ax} = F_B \cos(60^\circ) \)
    \( R_{Ax} = \frac{1}{2} F_B \)
  2. Сумма моментов относительно точки A равна нулю:
    \( \sum M_A = 0 \) (против часовой стрелки - положительное направление)
    \( -F_B \sin(60^\circ) · 2a - F_B \cos(60^\circ) · 2a + F_0 · 2a + R_C · (2a + 2a + 2a) = 0 \)
    \( -F_B \frac{\sqrt{3}}{2} · 2a - F_B \frac{1}{2} · 2a + F_0 · 2a + R_C · 6a = 0 \)
    \( -F_B a \sqrt{3} - F_B a + 2a F_0 + 6a R_C = 0 \)
    Разделим на \( a \):
    \( -F_B \sqrt{3} - F_B + 2 F_0 + 6 R_C = 0 \)
    \( 6 R_C = F_B (\sqrt{3} + 1) - 2 F_0 \)
    \( R_C = \frac{F_B (\sqrt{3} + 1) - 2 F_0}{6} \)
  3. Сумма вертикальных сил равна нулю:
    \( \sum F_y = 0 \) (вверх - положительное направление)
    \( R_{Ay} - F_B \sin(60^\circ) - F_0 + R_C = 0 \)
    \( R_{Ay} = F_B \sin(60^\circ) + F_0 - R_C \)
    \( R_{Ay} = F_B \frac{\sqrt{3}}{2} + F_0 - \frac{F_B (\sqrt{3} + 1) - 2 F_0}{6} \)
    \( R_{Ay} = \frac{3 F_B \sqrt{3} + 6 F_0 - (F_B \sqrt{3} + F_B - 2 F_0)}{6} \)
    \( R_{Ay} = \frac{3 F_B \sqrt{3} + 6 F_0 - F_B \sqrt{3} - F_B + 2 F_0}{6} \)
    \( R_{Ay} = \frac{2 F_B \sqrt{3} - F_B + 8 F_0}{6} \)
    \( R_{Ay} = \frac{F_B (2 \sqrt{3} - 1) + 8 F_0}{6} \)

Итог:
Горизонтальная реакция опоры A: \( R_{Ax} = \frac{1}{2} F_B \)
Вертикальная реакция опоры A: \( R_{Ay} = \frac{F_B (2 \sqrt{3} - 1) + 8 F_0}{6} \)
Вертикальная реакция опоры C: \( R_C = \frac{F_B (\sqrt{3} + 1) - 2 F_0}{6} \)

Подать жалобу Правообладателю