与えられた構造物において、支点AとBの反力を求める問題です。構造物は、長さ $l/2$ の区間に集中荷重 $P$ が、点Cに分布荷重 $w$ およびモーメント $M$ が作用し、長さ $l$ の区間に等分布荷重 $q$ が作用しています。

応用数学構造力学反力力の釣り合いモーメントの釣り合い
2025/7/25

1. 問題の内容

与えられた構造物において、支点AとBの反力を求める問題です。構造物は、長さ l/2l/2 の区間に集中荷重 PP が、点Cに分布荷重 ww およびモーメント MM が作用し、長さ ll の区間に等分布荷重 qq が作用しています。

2. 解き方の手順

まず、支点Aの反力を RAR_A 、支点Bの反力を RBR_B とします。
構造物全体の力の釣り合いとモーメントの釣り合いの式を立てます。
* 力の釣り合い(鉛直方向):
RA+RBPwlql=0R_A + R_B - P - wl - ql = 0
* モーメントの釣り合い(点Aまわり):
Pl2+(wl)l+M+(ql)(3l2)RB3l2=0P \cdot \frac{l}{2} + (wl) \cdot l + M + (ql) \cdot (\frac{3l}{2}) - R_B \cdot \frac{3l}{2} = 0
これらの式を解いて RAR_ARBR_B を求めます。
モーメントの釣り合いの式から RBR_B を求めます。
RB3l2=Pl2+wl2+M+32ql2R_B \cdot \frac{3l}{2} = P \cdot \frac{l}{2} + wl^2 + M + \frac{3}{2} ql^2
RB=Pl2+wl2+M+32ql23l2R_B = \frac{P \cdot \frac{l}{2} + wl^2 + M + \frac{3}{2} ql^2}{\frac{3l}{2}}
RB=Pl+2wl2+2M+3ql23lR_B = \frac{Pl + 2wl^2 + 2M + 3ql^2}{3l}
RB=P3+2wl3+2M3l+qlR_B = \frac{P}{3} + \frac{2wl}{3} + \frac{2M}{3l} + ql
力の釣り合いの式から RAR_A を求めます。
RA=P+wl+qlRBR_A = P + wl + ql - R_B
RA=P+wl+ql(P3+2wl3+2M3l+ql)R_A = P + wl + ql - (\frac{P}{3} + \frac{2wl}{3} + \frac{2M}{3l} + ql)
RA=2P3+wl32M3lR_A = \frac{2P}{3} + \frac{wl}{3} - \frac{2M}{3l}

3. 最終的な答え

RA=2P3+wl32M3lR_A = \frac{2P}{3} + \frac{wl}{3} - \frac{2M}{3l}
RB=P3+2wl3+2M3l+qlR_B = \frac{P}{3} + \frac{2wl}{3} + \frac{2M}{3l} + ql

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