梁に作用する力の計算方法

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著者: Monica Porter
作成日: 19 行進 2021
更新日: 3 J 2024
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わかりやすい構造力学~単純梁の計算~
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ビーム方程式は力学の重要な部分であり、数学と物理学のスキルを磨く素晴らしい方法です。梁に作用する力を計算する能力は、建設、科学教育、さらには建物の棚などの基本的な家の改修の基本です。

また、ビーム方程式を使用すると、方程式を再配置することで、ボックスの重量やビームの長さなどの未知のものを計算できます。これは、固定物を分解する手間をかけずに固定物の重量を知る必要がある場合に時間と労力を節約する方法です。

    梁に作用する力と梁の長さを含む図を描きます。これにより、問題を視覚化し、提供されたすべての情報を1つの画像にまとめて収集できます。これは、本ではよく自由体図と呼ばれます。

    スケールを使用して、ビームに作用する時計回りの力(存在する場合)をニュートン(N)で測定します。力が平衡点の左側にある場合、上方向に作用する(持ち上げる)と時計回りのモーメントが発生します。平衡点の右側に作用する場合、下向きの力(重力)により時計回りのモーメントが発生します。時計回りの力に「Fc」というラベルを付けます。

    定規を使用して、時計回りの力と平衡点の中心(存在する場合)の間の水平距離をメートル(m)で測定します。この距離に「dc」というラベルを付けます。

    存在する場合、ビームに作用するニュートン(N)で測定される反時計回りの力を決定するためにスケールを使用します。力が平衡点の左側にある場合、下向きに作用する(重力)と反時計回りのモーメントが発生します。平衡点の右側に作用する場合、上向きの力(持ち上がる)は反時計回りのモーメントを引き起こします。時計回りの力に「Fa」というラベルを付けます。

    定規を使用して、反時計回りの力とバランスポイントの中心(存在する場合)との間の水平距離をメートル(m)で測定します。この距離に「da」というラベルを付けます。これまでに、「Fc」、「dc」、「Fa」または「da」という未知の問題が発生していました。

    モーメントの式を使用して、時計回りのモーメント(Mc)を計算します。

    Mc = Fc x dc。

    時計回りのモーメントは、時計回りの力に平衡点からの水平距離を乗じたものに等しくなります。

    モーメントの式を使用して、反時計回りのモーメント(Ma)を計算します。

    Ma = Fa x da。

    反時計回りのモーメントは、反時計回りの力に平衡点からの水平距離を掛けた値に等しくなります。

    時計回りのモーメントが反時計回りのモーメントと等しくなるようにして、バランスが取れているときに値を見つけます。

    Fa x da = Fc x dc

    これは物理学では平衡として知られています。

    方程式の片側で未知のものを分離するために、式を再配置することにより、未知の力または距離を調査の対象にします。これは、方程式の反対側を既知の力または距離で除算することによって行われます。

    たとえば、dcを検索する場合は、方程式をFcで除算します。

    dc =(Fa x da)/ Fc

    既知の数値を方程式に入力し、未知の方程式を解きます。解決された方程式は、ビームの両側のバランスを取るために必要な力または距離を与えます。

    オブジェクトを持ち上げる場合、答えはこの数以上でなければなりません。

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