จงหาผลคูณจุด a·b ของ a = (−1, −3, −1) และ b = (4, −2, 0)
a = (−1, −3, −1)b = (4, −2, 0)
a·b =
2.เวกเตอร์: ผลคูณจุดและผลคูณไขว้ยาก
แรง F = (−10, −30, −60) N กระทำที่จุด A(0, 0, −2) พิกัดมีหน่วยเป็นเมตร จงหาองค์ประกอบ y ซึ่งคือ My ของโมเมนต์ของแรงรอบ จุด O(2, −2, 1)
F = (−10, −30, −60) NA(0, 0, −2) mO(2, −2, 1) m
My = N·m
3.ปฏิกิริยาที่จุดรองรับของคานปานกลาง
คานรับแรงสองจุดมีหมุดที่ A และลูกกลิ้งที่ B หาปฏิกิริยาแนวดิ่งที่จุดรองรับ RB
L = 6 mP1 = 35 kN ที่ 2.5 mP2 = 20 kN ที่ 5 m
RB = kN
4.ปฏิกิริยาที่จุดรองรับของคานยาก
คานช่วงเดียวรองรับอย่างง่ายมีหมุดที่ A และลูกกลิ้งที่ B แรง P กระทำที่ระยะ 5 m จาก A โดยเอียง 45° กับแนวนอน และแรงในแนวดิ่ง Q กระทำที่ระยะ 2 m จาก A จงหาขนาดของแรงปฏิกิริยารวม RA ที่หมุด A
L = 8 mP = 10 kN ที่ 5 m, θ = 45°Q = 35 kN ที่ 2 m
โครงรูปตัว A ที่แสดงตั้งบนหมุดที่ A และลูกกลิ้งที่ B ห่างกัน 5 m โดยหมุดยอด C สูง 2 m และเส้นยึดแนวนอน DE อยู่เหนือพื้น 1.2 m โหลดแนวดิ่ง 5 kN กระทำบนขา AC ที่ K ซึ่งห่างจาก A 1 m (ในแนวนอน) จงหาแรงดึง T ในเส้นยึด
P = 5 kNAB = 5 mความสูงของ C = 2 mความสูงของ DE = 1.2 mระยะแนวนอนจาก A ถึง K = 1 m
T = kN
8.โครงข้อแข็งและเครื่องกลยาก
โครงรูปตัว A ที่แสดงตั้งบนหมุดที่ A และลูกกลิ้งที่ B ห่างกัน 2 m โดยหมุดยอด C สูง 4 m และเส้นยึดแนวนอน DE อยู่เหนือพื้น 1.8 m โหลดแนวดิ่ง 10 kN กระทำบนขา AC ที่ K ซึ่งห่างจาก A 0.6 m (ในแนวนอน) จงหาขนาดของแรง C ที่หมุด C กระทำต่อขา BC
P = 10 kNAB = 2 mความสูงของ C = 4 mความสูงของ DE = 1.8 mระยะแนวนอนจาก A ถึง K = 0.6 m
C = kN
9.แรงเฉือนและโมเมนต์ดัดปานกลาง
เครื่องหมาย A ถึง G แบ่งคานเป็นหกส่วนเท่ากัน ที่เครื่องหมายใดโมเมนต์ดัดมีขนาดมากที่สุด ทั้งแบบท้องแอ่นหรือหลังโก่ง คลิกที่มันในแผนภาพ
หน้าตัดสี่เหลี่ยมผืนผ้ากลวง (หน้าตัดกล่อง) กว้างภายนอก B = 100 mm สูงภายนอก H = 225 mm และความหนาผนังสม่ำเสมอ t = 12 mm จงหารัศมีไจเรชัน r รอบแกนเซนทรอยด์ในแนวนอน
B = 100 mmH = 225 mmt = 12 mm
r = mm
12.เซนทรอยด์และโมเมนต์ความเฉื่อยของพื้นที่ยาก
หน้าตัดรูปตัว I สมมาตรมีปีกกว้าง 170 mm หนา 24 mm ความลึกรวม 480 mm และเอวหนา 14 mm รับโมเมนต์ดัด 100 kN·m รอบแกน x จงหาขนาดของความเค้นดัด σj ที่รอยต่อระหว่างเอวกับปีกบน
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 = (0, 0, −2) − (2, −2, 1) = (−2, 2, −3) m
MA = 0, MB = 65.83, MC = 116.7 kN·m, MD = 102.5, ME = 73.33, MF = 36.67, MG = 0
คำตอบ
เครื่องหมาย C: MC = 116.7 kN·m
10.แรงเฉือนและโมเมนต์ดัด
คำตอบ: Mmax = 38.25 kN·m
วิธีหน้าตัด: ตัดคานตรงจุดที่ต้องการหาแรงภายในแล้วเก็บไว้ด้านหนึ่ง แรงเฉือน V สมดุลกับแรงแนวดิ่งทางด้านนั้น และโมเมนต์ดัด M สมดุลกับโมเมนต์ของแรงเหล่านั้นรอบรอยตัด โมเมนต์สูงสุด: เนื่องจาก dM/dx = V โมเมนต์ดัดจึงมีค่าสูงสุดที่ตำแหน่งซึ่งแรงเฉือนผ่านศูนย์ ซึ่งอาจเป็นที่แรงกระทำเป็นจุดหรืออยู่ภายในแรงกระทำแบบแผ่
ปฏิกิริยาที่จุดรองรับ
สมดุลของคานทั้งตัว
แรงลัพธ์ของน้ำหนักแผ่สม่ำเสมอ: W = w·ℓ = 8·3 = 24 kN กระทำที่ x̄ = 7.5 m
ΣMA = 0: RB·10 = 8·3·7.5
RB = 180/10 = 18 kN
ΣFy = 0: RA = 24 − 18 = 6 kN
แรงเฉือนเป็นศูนย์
แรงเฉือนเริ่มต้นที่ RA คงที่ตลอดส่วนที่ไม่มีแรงกระทำ และลดลงด้วยความชัน w ภายในแรงกระทำ
โมเมนต์ความเฉื่อยของพื้นที่: สำหรับสี่เหลี่ยมผืนผ้ารอบแกนผ่านเซนทรอยด์ของตัวเอง I = bh³/12 และรอบฐาน bh³/3 (ทฤษฎีบทแกนขนาน I = Ic + A·d²) ส่วนที่เป็นรูจัดการด้วยการลบ I ของรู ตราบที่ทั้งสองส่วนใช้แกนเดียวกัน โมดูลัสหน้าตัดแบบยืดหยุ่นคือ S = I/c โดย c คือระยะถึงเส้นใยนอกสุด รัศมีไจเรชัน r = √(I/A) คือระยะที่ถ้าพื้นที่ทั้งหมดอยู่ที่ระยะนั้นจะให้ I เท่าเดิม ใช้ในการโก่งเดาะของเสา