Вопрос задан 01.11.2026 в 12:38. Предмет Другие предметы. Спрашивает Налимова Аня.

Задача № 1. Варианты 1–15
Стержни АС и BC соединены между собой и с вертикальной стеной посредством шарниров. На шарнирный болт С действует вертикальная сила P = 100 H.
Определить усилия в стержнях, если углы между ними и стеной равны α и β.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Гусева Мария.

Задача № 1. Определение усилий в стержнях AC и BC (варианты 1–15)

Дано:

  • Два стержня AC и BC соединены между собой в точке C и прикреплены к вертикальной стене с помощью шарниров.

  • К шарнирному болту C приложена вертикальная сила P=100 НP=100\text{ Н}, направленная вниз.

  • Угол между стержнем AC и вертикальной стеной — α\alpha.

  • Угол между стержнем BC и вертикальной стеной — β\beta.

Требуется: определить усилия NACN_{AC} и NBCN_{BC}, возникающие в стержнях.

Решение

Рассмотрим равновесие шарнирного соединения C, к которому приложена внешняя сила P.

Предположим стандартное расположение стержней: точка A находится выше точки C, точка B — ниже точки C, а оба шарнира A и B закреплены на вертикальной стене.

Поскольку стержни соединены шарнирами и нагружены только на концах, усилия в них направлены вдоль осей стержней.

Для определения неизвестных усилий используем условия равновесия плоской системы сходящихся сил:

∑Fx=0,∑Fy=0.\sum F_x=0,\qquad \sum F_y=0.

Примем первоначально оба усилия направленными от шарнира C вдоль стержней, то есть предполагаем растяжение.

1. Составим уравнение равновесия по горизонтальной оси X

Горизонтальные составляющие усилий в стержнях должны взаимно компенсироваться:

−NACsin⁡α−NBCsin⁡β=0.-N_{AC}\sin\alpha-N_{BC}\sin\beta=0.

Следовательно,

NACsin⁡α=−NBCsin⁡β.N_{AC}\sin\alpha=-N_{BC}\sin\beta.

Выразим усилие в стержне BC:

NBC=−NACsin⁡αsin⁡β\boxed{N_{BC}=-\frac{N_{AC}\sin\alpha}{\sin\beta}}

2. Составим уравнение равновесия по вертикальной оси Y

Вертикальная составляющая усилия в стержне AC направлена вверх, а предполагаемого усилия в стержне BC — вниз.

С учетом вертикальной силы P получаем:

NACcos⁡α−NBCcos⁡β−P=0.N_{AC}\cos\alpha-N_{BC}\cos\beta-P=0.

Подставим P=100 НP=100\text{ Н}:

NACcos⁡α−NBCcos⁡β=100.N_{AC}\cos\alpha-N_{BC}\cos\beta=100.

3. Определим усилие в стержне AC

Подставим выражение для NBCN_{BC} во второе уравнение:

NACcos⁡α+NACsin⁡αsin⁡βcos⁡β=100.N_{AC}\cos\alpha+ \frac{N_{AC}\sin\alpha}{\sin\beta}\cos\beta=100.

Вынесем NACN_{AC} за скобки:

NAC(cos⁡α+sin⁡αcos⁡βsin⁡β)=100.N_{AC}\left(\cos\alpha+ \frac{\sin\alpha\cos\beta}{\sin\beta}\right)=100.

Приведем выражение в скобках к общему знаменателю:

NACsin⁡βcos⁡α+sin⁡αcos⁡βsin⁡β=100.N_{AC}\frac{\sin\beta\cos\alpha+ \sin\alpha\cos\beta}{\sin\beta}=100.

Используем тригонометрическую формулу:

sin⁡(α+β)=sin⁡αcos⁡β+cos⁡αsin⁡β.\sin(\alpha+\beta)= \sin\alpha\cos\beta+\cos\alpha\sin\beta.

Тогда:

NACsin⁡(α+β)sin⁡β=100.N_{AC}\frac{\sin(\alpha+\beta)}{\sin\beta}=100.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Другие предметы

Последние заданные вопросы в категории Другие предметы

Задать вопрос