一道转轴受力分析的题目..如果每块砖头的长度为L(厚度不计)...最下方两块砖头的间距最大是多少?A.31/15LB.2

一道转轴受力分析的题目
..如果每块砖头的长度为L(厚度不计)...最下方两块砖头的间距最大是多少?
A.31/15L
B.2L
C.5/2L
D.7/4L
据说标答是A...如果是的话请具体说明下...不是的话麻烦给出标准答案并说明理由...
jf3901 1年前 已收到1个回答 举报

G小杰G 幼苗

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1)假设其为理想模型,水平,数学方面允许取边界值;不考虑厚度,即当求多个砖块的整体等效质点时,只考虑水平方向的几何关系;
2)假设最上面的砖块的重量被等分,不管接触的多少;
3)定义孤立重叠系统:砖块依次重叠,任何一块砖的上面有且只有一个块砖,任何一块砖的下面有且只有一块砖(除了最上和最下的砖块);
4)孤立重叠系统的平衡条件:对孤立重叠系统的砖块们标记从下到上,依次标为0,1,2,3……n,则平衡条件为:对于任何砖块i(i〉0),所有砖块j(j〉i)的整体等效质点位于砖块i内(即砖块i的长L内);
根据这四点研究此问题,标记题目中最上面地砖块为3,左边一组从下到上为a0,a1,a2,右边同理标为b0,b1,b2,因为3的重量被等分给左右两个重叠系统,且不计接触面地大小,则规定3号砖块的右边缘被b2号的左边缘支撑,3号砖的左边缘被a2的右边缘支撑,受力点就是此边缘(依据对于刚体异点受力的分析理论而得,为了方便直接提出第二条假设,这方面理论我不了解).则这个问题被等效分析两个相互独立的孤立重叠系统,且两者对称,因而只研究一边即可,以左侧为例.
设一个砖块的重量为“1”,a2因受3的力,其整体质心等效在距离a2右边缘(1/2L*2/3=)1/3L的位置,重量为3/2记作点P,点P为固定在a2上的点,所以根据平衡条件,a1的右边缘应在P的右侧,为了让底砖块相距最远(实际上是由一组数学不等式推导出来的),a1的右边缘应与P重合.
下面研究a0的位置,a0之上所有砖块的等效质点位于距离a1右边缘(1/2L*2/5=)1/5L的位置,记作Q,Q固定在a1上.同理a0的右边缘应当与Q重合.
对于右边的一组砖块是一样的道理,同样的结论,所以a0右边到b0左边的距离为(1/3+1/5)*2+1=31/15L
证毕

1年前

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