โครงรูปตัว A ที่แสดงตั้งบนหมุดที่ A และลูกกลิ้งที่ B ห่างกัน 2.4 m โดยหมุดยอด C สูง 4 m และเส้นยึดแนวนอน DE อยู่เหนือพื้น 1.8 m โหลดแนวดิ่ง 6 kN กระทำบนขา AC ที่ K ซึ่งห่างจาก A 0.9 m (ในแนวนอน) จงหาแรงดึง T ในเส้นยึด
P = 6 kNAB = 2.4 mความสูงของ C = 4 mความสูงของ DE = 1.8 mระยะแนวนอนจาก A ถึง K = 0.9 m
T = kN
8.โครงข้อแข็งและเครื่องกลยาก
บูมสม่ำเสมอแนวนอน AB น้ำหนัก 1 kN ต่อด้วยหมุดกับผนังที่ A และถูกยึดด้วยสายเคเบิลจาก B ไปยังจุด C บนผนังซึ่งสูงกว่า A 2 m โหลด 5 kN แขวนที่ B จงหาขนาดของปฏิกิริยาที่หมุด A
W = 5 kNWb = 1 kNAB = 6 mAC = 2 m
A = kN
9.แรงเฉือนและโมเมนต์ดัดปานกลาง
คานวางบนจุดรองรับแบบหมุดที่ A และแบบลูกกลิ้งที่ B และมีส่วนยื่นเลย B ไป 1 m ถึงปลายอิสระ C คานรับแรงกระทำเป็นจุด P1 ระหว่างจุดรองรับ และแรงกระทำเป็นจุด P2 ที่ C จงหาโมเมนต์ดัด MB ที่จุดรองรับ B ให้โมเมนต์ที่ทำให้คานแอ่นลงเป็นบวก และแรงเฉือนที่ชี้ขึ้นบนหน้าตัดด้านซ้ายเป็นบวก
L = 5 mP1 = 70 kN ที่ 3 mP2 = 50 kN ที่ 5 mจุดรองรับที่ x = 0 และ x = 4 m
ผลคูณจุด:a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ เป็นสเกลาร์ มันให้มุมระหว่างเวกเตอร์สองตัว cos θ = a·b/(|a|·|b|) และเป็นศูนย์เมื่อตั้งฉากกัน โพรเจกชันสเกลาร์ของ a บน b คือ a·b/|b| และแรงคงที่ F ที่เคลื่อนผ่านการกระจัด d ทำงาน W = F·d
ผลคูณจุด
a·b = 4·(−4) + 6·(−6) + 5·3 = −37
ขนาด
|a| = √(4² + 6² + 5²) = 8.775
|b| = √((−4)² + (−6)² + 3²) = 7.81
มุม
cos θ = −37/(8.775·7.81) = −0.5399
θ = arccos(−0.5399) = 122.7°
คำตอบ
θ = 122.7°
2.เวกเตอร์: ผลคูณจุดและผลคูณไขว้
คำตอบ: My = 220 N·m
ผลคูณไขว้:a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) ตั้งฉากกับเวกเตอร์ทั้งสอง และ |a × b| = |a|·|b|·sin θ คือพื้นที่ของสี่เหลี่ยมด้านขนานที่เวกเตอร์ทั้งสองขึง (สามเหลี่ยมมีครึ่งหนึ่งของมัน) ลำดับมีผล: b × a = −(a × b) โมเมนต์ของแรง F ที่กระทำที่จุด A รอบจุด O คือ MO = r × F โดย r = A − O
เวกเตอร์ตำแหน่งจาก O ไป A
r = A − O = (−1, 4, −4) − (2, −1, 0) = (−3, 5, −4) m
วิธีหน้าตัด: ตัดคานตรงจุดที่ต้องการหาแรงภายในแล้วเก็บไว้ด้านหนึ่ง แรงเฉือน V สมดุลกับแรงแนวดิ่งทางด้านนั้น และโมเมนต์ดัด M สมดุลกับโมเมนต์ของแรงเหล่านั้นรอบรอยตัด
ปฏิกิริยาที่จุดรองรับ
สมดุลของคานทั้งหมด แรงที่ส่วนยื่นก็ทำให้เกิดโมเมนต์รอบจุด A ด้วย
ΣMA = 0: RB·4 = 70·3 + 50·5
RB = 460/4 = 115 kN
ΣFy = 0: RA = 120 − 115 = 5 kN
ตัดที่ B แล้วเก็บส่วนยื่นไว้
มีเพียง P2 ที่กระทำต่อส่วนยื่น โดยมีแขนโมเมนต์ a แรงนี้ทำให้คานโค้งขึ้นเหนือจุดรองรับ (โมเมนต์ลบ)
MB = −P2·a = −50·1 = −50 kN·m
คำตอบ
MB = −50 kN·m
10.แรงเฉือนและโมเมนต์ดัด
คำตอบ: Mmax = 67.5 kN·m
วิธีหน้าตัด: ตัดคานตรงจุดที่ต้องการหาแรงภายในแล้วเก็บไว้ด้านหนึ่ง แรงเฉือน V สมดุลกับแรงแนวดิ่งทางด้านนั้น และโมเมนต์ดัด M สมดุลกับโมเมนต์ของแรงเหล่านั้นรอบรอยตัด โมเมนต์สูงสุด: เนื่องจาก dM/dx = V โมเมนต์ดัดจึงมีค่าสูงสุดที่ตำแหน่งซึ่งแรงเฉือนผ่านศูนย์ ซึ่งอาจเป็นที่แรงกระทำเป็นจุดหรืออยู่ภายในแรงกระทำแบบแผ่
ปฏิกิริยาที่จุดรองรับ
สมดุลของคานทั้งตัว
แรงลัพธ์ของน้ำหนักแผ่สม่ำเสมอ: W = w·ℓ = 12·4 = 48 kN กระทำที่ x̄ = 5 m
ΣMA = 0: RB·8 = 12·4·5
RB = 240/8 = 30 kN
ΣFy = 0: RA = 48 − 30 = 18 kN
แรงเฉือนเป็นศูนย์
แรงเฉือนเริ่มต้นที่ RA คงที่ตลอดส่วนที่ไม่มีแรงกระทำ และลดลงด้วยความชัน w ภายในแรงกระทำ