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(b)物体重W=200N,拉力P=500N,f=0.3。 解:(a)Fsmax=FN?fS=W?fS=300N P=200N< Fsmax
故物块保持平衡 F=P=200N (b)Fsmax= FN?fS= P?fS=150N W=200N> Fsmax
故物块不平衡 F= Fsmax=150N
5-3 重为W的物体放在倾角为α的斜面上,物体与斜面间的摩擦角为ρ,且α>ρ。如在物体上作用一力Q,此力与斜面平行。试求能使物体保持平衡的力Qde 最大值和最小值。
解:(1)有向下滑动趋势
∑X=0 Fsmax1+Q-Wsinα=0 ∑Y=0 FN-Wcosα=0 补充方程: Fsmax1=FN?fS
联立上三式: Q=W(sinα-fScosα) (2)有向上滑动趋势 ∑X=0 Q- Fsmax2-Wsinα=0 ∑Y=0 FN-Wcosα=0 补充方程: Fsmax2=FN?fS
联立上三式: Q=W(sinα+fScosα)
∴Q值范围为:W(sinα-fScosα)≤Q≤W(sinα+fScosα)其中fS=tg
ρ
5-4 在轴上作用一力偶,其力偶矩为m=-1000N.m,有一半径为r=25cm的制动轮装在轴上,制动轮与制动块间的摩擦因数f=0.25。试问制动时,制动块对制动轮的压力N至少应为多大?
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解:由∑M0=0 –m+F×25=0
F=FN?fS
联立上两式得:FN=m/2??r?fS=8000N ∴制动时 FN≥8000N
5-5 两物块A和B重叠放在粗糙的水平面上,在上面的物块A的顶上作用一斜向的力P。已知:A重1000N,B重2000N,A与B之间的摩擦因数f1=0.5,B与地面之间的摩擦因数f2=0.2。问当P=600N时,是物块A相对物块B运动呢?还是A、B物块一起相对地面C运动?
解:取物块A:由∑Fy=0 FNA-wA-Psin30°=0 ∴FNA=1300N
∑Fx=0 FSA-Pcos30°=0 ∴FSA=519.6N
由库仑定律:FSAmax=fc1×FNA=650N ∵FSA<FSAmax ∴A块静止
取物块B: ∑Fy=0 FNB-F'NA-WB=0 ∴FNB=3300N ∑Fx=0 FSB-FSA=0 ∴FSB=519.6N
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由库仑定律:FSBmax=fS2×FNB=660N ∵FSB<FSBmax ∴B块静止
5-6 一夹板锤重500N,靠两滚轮与锤杆间的摩擦力提起。已知摩擦因数f=0.4,试问当锤匀速上升时,每边应加正应力(或法向反力)为若干?
解:由∑Fy=0 2FS-W=0
FS=N?f
联立后求得:N=625N
5-7 尖劈顶重装置如图所示,重块与尖劈间的摩擦因数f(其他有滚珠处表示光滑)。求:
(1)顶住重物所需Q之值(P、α已知); (2)使重物不向上滑动所需Q。
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注:在地质上按板块理论,太平洋板块向亚洲大陆斜插下去,在计算太平洋板块所需的力时,可取图示模型。解:取整体 ∑Fy=0 FNA-P=0
∴FNA=P
当F<Q1时 锲块A向右运动,图(b)力三角形如图(d) 当F>Q2时 锲块A向左运动,图(c)力三角形如图(e) 解得:Q1=Ptg(α-φ);Q2=Ptg(α+φ) 平衡力值应为:Q1≤Q≤Q2 注意到tgφ=fS
Psin??fScos?sin??fScos??Q?cos??fSsin?cos??fSsin?
5-8 图示为轧机的两个压辊,其直径均为d=50cm,两棍间的间隙a=0.5cm,两轧辊转动方向相反,如图上箭头所示。已知烧红的钢板与轧辊之间的摩擦因数为f=0.1,轧制时靠摩擦力将钢板带入轧辊。试问能轧制钢板的最大厚度b是多少?
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