Zadanie Zadanie 6.2.9: Równowaga statyczna pomostu technicznego na dwóch podporach

Punkty
5 pkt
Dział
Bryła sztywna · Moment siły. I zasada dynamiki dla ruchu obrotowego
Trudność
Poziom trudności: trudne
Na budowie zainstalowano poziomy pomost techniczny wykonany z jednolitej belki o długości L=6 mL = 6\text{ m} i ciężarze Q=300 NQ = 300\text{ N}. Pomost opiera się symetrycznie na dwóch filarach rozmieszczonych w odległości d=14L=1,5 md = \frac{1}{4}L = 1,5\text{ m} od każdego z końców belki. Początkowo na samym środku pomostu stanęło dwóch techników o ciężarach odpowiednio Q1=700 NQ_1 = 700\text{ N} i Q2=500 NQ_2 = 500\text{ N}. Następnie pracownicy przeszli na skrajne końce pomostu: technik 1 na lewy kraniec, a technik 2 na prawy kraniec. a) Oblicz wartości sił reakcji podpór RAR_A i RBR_B działających na pomost, gdy obaj technicy stoją pośrodku kładki. b) Oblicz wartości sił reakcji obu podpór po przejściu pracowników na skrajne końce belki oraz określ, o ile zmieniło się obciążenie każdej z podpór.

Treść zadania

Na placu budowy poziomy pomost wykonano z jednorodnej belki o długości L=6 mL = 6\text{ m} i ciężarze Q=300 NQ = 300\text{ N}. Dwie podpory umieszczono symetrycznie, każdą w odległości d=14L=1,5 md = \frac{1}{4}L = 1,5\text{ m} od najbliższego końca. Najpierw dwóch techników stoi na środku pomostu; ich ciężary to odpowiednio Q1=700 NQ_1 = 700\text{ N} i Q2=500 NQ_2 = 500\text{ N}. Następnie pierwszy przechodzi na lewy koniec belki, a drugi na jej prawy koniec. a) Oblicz reakcje podpór RAR_A i RBR_B, gdy obaj technicy znajdują się w środku pomostu. b) Gdy pracownicy zajmą przeciwległe krańce, wyznacz reakcje obu podpór i określ zmianę obciążenia każdej z nich.

Odpowiedź i wynik końcowy

a) Gdy obaj technicy stoją pośrodku kładki: Siły reakcji obu podpór są jednakowe (układ symetryczny) i wynoszą: RA=RB=Q+Q1+Q22=750 NR_A = R_B = \frac{Q + Q_1 + Q_2}{2} = 750\text{ N} b) Po przejściu pracowników na skrajne końce pomostu: - Wartość siły reakcji lewej podpory A: RA′=950 NR_A' = 950\text{ N} - Wartość siły reakcji prawej podpory B: RB′=550 NR_B' = 550\text{ N} - Zmiana obciążenia lewej podpory A: ΔRA=RA′−RA=+200 N\Delta R_A = R_A' - R_A = +200\text{ N} (obciążenie wzrosło o 200 N200\text{ N}) - Zmiana obciążenia prawej podpory B: ΔRB=RB′−RB=−200 N\Delta R_B = R_B' - R_B = -200\text{ N} (obciążenie zmalało o 200 N200\text{ N}) a: RA=RB=Q+Q1+Q22=750 NR_A = R_B = \frac{Q + Q_1 + Q_2}{2} = 750\text{ N} b: RA′=950 NR_A' = 950\text{ N}; RB′=550 NR_B' = 550\text{ N}; ΔRA=+200 N\Delta R_A = +200\text{ N}; ΔRB=−200 N\Delta R_B = -200\text{ N}
Ilustracja do zadaniaDwa stany belki. W a obaj technicy stoją razem w środku; łączny ciężar techników i belki działa w środku, reakcje R_A i R_B są skierowane w górę. W b technicy stoją na końcach, ich ciężary Q1 i Q2 oraz ciężar belki działają w dół. Podpory leżą symetrycznie; linie pomocnicze pokazują wymiar d=1,5 m od lewego końca do podpory, a analogiczny wymiar po prawej stronie.a) Obaj technicy w środkuABRARBd=1,5 mb) Technicy na końcach belkiABRARBQ=300 NL=6 mQ1=700 NQ2=500 NΣQ=1500 N