Пример2. Определить усилия в нити и стержне кронштейна, показанного на рис. 2, а, если G= 20 кН.
Решение. 1. Рассмотрим равновесие точки А (или узла А), в которой сходятся все стержни и нити.
2. Активной силой является вес груза G, направленный вниз (рис. 2, б). 3. Отбросим связи: стержень и нить. Усилие в нити обозначим S\ и направим от точки А, так как нить может испытывать только растяжение. Усилие в стержне обозначим S2и тоже направим от точки А, предполагая что стержень АС растянут (рис. 2, б). Выполним на отдельном чертеже схему действия сил в точке А (рис. 2, в). 4. Выберем положение системы координат. Начало координат совмещаем с точкой А (рис. 2, г). Ось х совмещаем с линией действия усилия S1 , а ось у располагаем перпендикулярно оси х. Укажем углы между осями координат и усилиями Si и S2. 9
5. Составим уравнения равновесия:
Знак «минус» перед S2свидетельствует о том, что стержень АС не растянут, как предполагалось, а сжат.
6. Проверку решения предлагаем выполнить самостоятельно, расположив оси координат так, как показано на рис. 2, д. Ответ: S} = 15,56 кН, S2 = -29,24 кН (при принятом на чертеже направлении усилий).
Величина усилий зависит от углов наклона стержня и нити. Например, если на рис. 2, а угол 70° заменить на 60°, сохранив угол 30Р, то усилия будут равны: Si = 20 кН, S2= -34,64 кН. А при угле 50° S{= 29,26 кН, S2 = -44,8 кН. Оба усилия растут и становятся больше веса груза.
Пример 3. Как изменятся усилия в стержне и нити, если груз будет перекинут через блок, как показано на рис. 3, а>. Остальные данные — в примере 2.
10
Решение. 1. Рассматриваемой точкой остается точка А. 1. Активная сила (вес груза G) действует на точку горизонтально слева направо, так как груз перекинут через блок.
3. Усилия Si и S2 прикладываем к точке А, как в примере 2. 4. Выбираем систему координат, как показано на рис. 3, б. 5. Составляем и решаем уравнения равновесия:
Из первого уравнения находим
Из второго уравнения находим
Ответ: Si = 26,94 кН; S2 = -10,64 кН при принятом направлении усилий на чертеже. Усилие Si увеличилось, S2 — уменьшилось, а знаки не изменились.