102年高考三級工程力學第五題 - 土木

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※ 引述《mountain161 (山豬)》之銘言:
: 題目:
: http://farm6.staticflickr.com/5478/11319942594_ff39502bcb_c.jpg

圖五

────────────┐



│ -
│ x = 2 + 1 * (1 - cosθ) = 3 - cosθ


σ __-─┘
|
\ |
\ |
/ \ |
/ \ \ θ|
/ \ \ |
\ \ |
────┘----------------
(1)
-
σ = γw * x = 9.81 * (3 - cosθ)

σv = σ * cosθ = 9.81 * (3cosθ - 1/2 - 1/2*cos2θ)

σh = σ * sinθ = 9.81 * (3 - cosθ) * sinθ

(2)

dF = σ * dA = σ * (1 * dθ) = σdθ

π/2 π/2
Fv = ∫ σvdθ = 9.81 * ∫ (3cosθ - 1/2 - 1/2*cos2θ)dθ
0 0

π/2
= 9.81 * [3sinθ - θ/2 - 1/4*sin2θ]
0

= 9.81 * [3 - π/4]

= 21.73 kN/m


π/2 π/2
Fh = ∫ σhdθ = 9.81 * ∫ [(3 - cosθ) * sinθ]dθ
0 0

π/2
= 9.81 * ∫ (3 - cosθ)(-dcosθ)
0

π/2
= 9.81 * [1/2*cosθ^2 - 3cosθ]
0

= 9.81 * (-1/2 + 3)

= 24.53 kN/m

合力F = √(Fv^2 + Fh^2) = 32.77 kN/m (── )........................(Ans.)
↘ β

β = atan(Fv/Fh) = 41.54°..........................................(Ans.)


(3)

圖六類似圖五 只是應力作用方向為↗

↗ β
合力F = 32.77 kN/m (── )..........................................(Ans.)

β = 41.54°........................................................(Ans.)


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我果然是吃飽太閒....

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All Comments

Hedda avatarHedda2013-12-14
有點複雜,好像是弧線積分計算,
David avatarDavid2013-12-17
應該用不到積分推導公式?這題依照曲線計算,
Agnes avatarAgnes2013-12-21
Fx對形心據底處2r/π,Fy對中央處,這樣的想法可以嗎
Anthony avatarAnthony2013-12-23
倪技師 我當初也是這樣算 但是補習班解答好像不一樣
Dorothy avatarDorothy2013-12-23
回3F:不可,這是不規則斷面,沒有對稱性
Hedy avatarHedy2013-12-24
回yugfi前輩,這題曲線半徑為1m,可見這是1/4的圓曲線
Ethan avatarEthan2013-12-27
為何是不規則斷面呢?
Lauren avatarLauren2013-12-28
全圓 半圓 □ ...這類CL在中間的是對稱斷面。 1/4圓的CL在45
Cara avatarCara2013-12-31
度方向,尚且這還挖方的,你覺得他的對稱軸會落在哪?
Sierra Rose avatarSierra Rose2014-01-04
所以我們才會找Fx與Fy的受力,再找F的受力方向
Delia avatarDelia2014-01-09
上篇文章小弟有修正自己的計算方式,不知道觀念方面
是否有所錯誤?
Ingrid avatarIngrid2014-01-13
再找Fx受力位置為曲線形心,Fy則直接受力於曲線中央
Megan avatarMegan2014-01-15
照計算的結果來講,水壓力未必受力在曲線45度之處
Queena avatarQueena2014-01-18
先自已設座標系,用心積分一次,再對照你之前的算法,應該…
Aaliyah avatarAaliyah2014-01-19
就能參透其中的差異性,剩下的虛心請教iorinick大哥就夠了
Hamiltion avatarHamiltion2014-01-20
熱心 GJ