普通高等教育“十一五”国家级规划教材工程力学习题解答吴莹王元勋杨新华编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS内容提要本解答是教育部“普通高等教育‘十一五’国家级重点教材”《工程力学》（陈传尧教授主编）（高等教育出版社出版）的全书习题解答。可作为高等学校、高职高专及成人教育院校工程力学课程的教学参考书，也可供工程技术人员和报考研究生者使用参考。前言华中科技大学陈传尧教授编写《工程力学》教材已试用三年，历年来总有不少师生和其他读者向我们索取教材的习题解答。经高等教育出版社同意，华中科技大学土木工程与力学学院工程力学教研室吴莹副教授、王元勋教授、杨新华教授合作编写了本题解，以谢读者。本书编写力求概念准确，叙述简明，解题步骤清晰，启发思维。宥于水平所限，书中疏漏与不足之处难免，敬请读者批评指正。衷心感谢为这本教材的编写、试用、出版提供支持和方便的所有同志们。编者2008年12月于华中科技大学1工程力学习题解答目录第一章绪论（略）第二章刚体静力学基本概念与理论……………………………………………(1)第三章静力平衡问题…………………………………………………………(48)第四章变形体静力学基础……………………………………………………(86)第五章材料的力学性能………………………………………………………(10)第六章强度与连接件设计……………………………………………………(10)第七章流体力、容器…………………………………………………………(159)第八章圆轴的扭转……………………………………………………………(183)第九章梁的平面弯曲…………………………………………………………(211)第十章强度理论与组合变形…………………………………………………(265)第十一章压杆的稳定…………………………………………………………(291)第十二章疲劳与断裂………………………………………………………(314)Ⅰ第二章刚体静力学基本概念与理论2-1求图中作用在托架上的合力FR。解：Fx=200cos30°－400sin30°=－26.8(N)Fy=400cos30°－200sin30°=－246.4(N)()()22224.2468.26+−=+=yxRFFF247.9(N)=194.9==xyFFtgxx=83.8°,根据Fx、Fy的正负判断合力FR在第Ⅱ象限。2-2已知F1=7kN，F2=5kN,求图中作用在耳环上的合力FR。解：)kN(53.245sin60sin21−=+=��FFFx)kN(04.745cos60cos21−=−−=��FFFy)kN(48.722=+=yxRFFFtg2.783yxFxF==x=70.2°,根据Fx、Fy的正负判断合和在第Ⅲ象限。2-3求图中汇交力系的合力FR。解：（a）)N(31.230cos45cos13=−=��FFFx(b)xy45°30°F1=30NF2=20NF3=40NAxy45°60°F1=600NF2=700NF3=500NA习题2-3图(a)习题2-1图120°30°200N400NyxF245°60°F1习题2-2图yx)N(39.2345sin30sin31−=+=��FFFy)N(5.2322=+=yxRFFFtg10.078yxFxF==x=84.33°，根据Fx、Fy的正负，判断合力在Ⅰ象限。（b）12sin45sin601030.5(N)xFFF=−−=−��)N(7.42560cos45cos321−=−−=FFFFy��)N(111522=+=yxRFFFtg0.413yxFxF==x=22.5°，根据Fx、Fy的正负判断合力在第Ⅲ象限。2-4求图中力F2的大小和其方向角α。使a)合力FR=1.5kN,方向沿x轴。b)合力为零。解：a)21coscos701.5xRFFFFα=+==�0cos70cos21=−=αFFFy�联立求解得：kN59.12=F，47.6α=�b)21coscos700FxFFα=+=�0sin70sin21=−=αFFFy�联立求解得：kN25.12=F，110α=�2-5二力作用如图，F1=500N。为提起木桩，欲使垂直向上的合力为FR=750N，且F2力尽量小，试求力F2的大小和α角。解：在图示力三角形中，根据正弦定理xα70°F2F1=1.25kNA习题2-4图F2Aα30°F1=500NFR=750N习题2-5图1212sin(18030)sin30sin(30)0.7518.6sinsin60318.9(N)RFFFFFαααα=⇒−−+====������2-6画出图中各物体的受力图。(a)(c)ABWFBFAABCDG(b)TFAyFAxFDFCGBFAFBACFoABC(d)FBFAABCDF(e)FACFByFBxACFACFCABDFByFBxFABCDEF(f)FBFABCFBFED′FCx′FCy′ACFADEFDEFEDFDE′FCxFCy2-7画出图中各物体的受力图。2-8试计算图中各种情况下F力对o点之矩。(g)习题2-6图习题2-7图(a)习题2-8图LαobP(d)PLαabo(c)FβLαo(b)FLαo(a)AABCDqFAyFAxMACDFDCFCDBDqFByFBxFDC′ABFAyFAxFBy′...
