Respuestas a los ejercicios extraescolares de la segunda edición de Ingeniería Mecánica, editado por Yuan Fang, Tsinghua University Press
Primera pregunta:
Segunda pregunta:
Tercera pregunta:
Cuarta pregunta: Información ampliada
Esta parte del contenido examina principalmente los puntos de conocimiento del diagrama de fuerzas:
Separe el componente de investigación (objeto de investigación) de los objetos circundantes que están relacionados con él y separe las fuerzas que actúan sobre él. Todas las fuerzas externas son representado. El diagrama simplificado que muestra la fuerza ejercida sobre un objeto es un diagrama de fuerza.
De acuerdo con los requisitos de cálculo, un diagrama mecánico que representa de manera integral la situación de fuerza de un objeto (o sistema de objetos) se denomina diagrama de fuerza del objeto (o sistema). Un diagrama de fuerza correcto y completo debe indicar claramente la dirección y la posición de acción de cada fuerza (en cuanto al tamaño de la fuerza, generalmente no es necesario mostrarlo en proporción en el diagrama de fuerza). Dibujar un buen diagrama de fuerza es el paso más básico para analizar y calcular la fuerza de un objeto (o sistema).
En diferentes problemas, existen diferentes requisitos para los diagramas de fuerza. Por ejemplo, en estática geométrica, es necesario dibujar todas las fuerzas externas sobre el objeto de investigación en el diagrama de fuerzas, incluidas todas las fuerzas activas y las fuerzas de reacción de restricción, pero no es necesario dibujar las fuerzas internas.
Pero en estática analítica (cuando se utiliza el principio de desplazamiento virtual para resolver problemas estáticos), o cuando se utiliza el teorema de la energía cinética para resolver problemas dinámicos, se requiere extraer todas las fuerzas que realizan trabajo (externas o fuerzas internas). La fuerza que no realiza trabajo puede dejarse sin extraer. Para otro ejemplo, cuando se utiliza el principio de D'Alembert para resolver problemas dinámicos, es necesario dibujar en el diagrama de fuerzas tanto el sistema de fuerzas externas real sobre el que actúa el objeto como el sistema de fuerzas inerciales cuando experimenta un movimiento de no equilibrio.