片持ち梁の点Bに曲げモーメント $M = 100 Nm$ が作用しているときの、せん断力 $F$ の分布(SFD)と曲げモーメント $M$ の分布(BMD)を求める問題です。

応用数学力学構造力学モーメントせん断力曲げモーメントSFDBMD釣り合い
2025/6/27

1. 問題の内容

片持ち梁の点Bに曲げモーメント M=100NmM = 100 Nm が作用しているときの、せん断力 FF の分布(SFD)と曲げモーメント MM の分布(BMD)を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、反力を求めます。A点に固定されているので、垂直反力 RAR_A と反モーメント MAM_A が発生します。
力の釣り合いの式:
Fy=0\sum F_y = 0 より、RA=0R_A = 0
モーメントの釣り合いの式(A点まわり):
MA=0\sum M_A = 0 より、 MAM=0M_A - M = 0
MA=M=100NmM_A = M = 100 Nm
次に、せん断力図(SFD)を描きます。
区間ACにおいて外力がないため、せん断力はどこでも0です。
次に、曲げモーメント図(BMD)を描きます。
A点からB点(0x0.70 \le x \le 0.7 m)の間:
M(x)=MA=100NmM(x) = M_A = 100 Nm
B点からC点(0.7x1.00.7 \le x \le 1.0 m)の間:
M(x)=MA=100NmM(x) = M_A = 100 Nm
B点に時計回りの集中モーメント M=100NmM = 100 Nm が作用していますが、これは曲げモーメント図に不連続な変化をもたらしません。
したがって、BMDは常に100Nmとなります。

3. 最終的な答え

せん断力:全区間で0
曲げモーメント:全区間で100 Nm

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