片持ち梁に3つの荷重 $W_1 = 15N$, $W_2 = 10N$, $W_3 = 8N$ が作用している。これらの荷重によるせん断力図(SFD)を描く問題である。梁の全長は $l = 1.2m$, $W_2$ までの距離は $l_1 = 0.8m$, $W_3$ までの距離は $l_2 = 0.4m$ である。

応用数学構造力学せん断力図力学材料力学
2025/5/19

1. 問題の内容

片持ち梁に3つの荷重 W1=15NW_1 = 15N, W2=10NW_2 = 10N, W3=8NW_3 = 8N が作用している。これらの荷重によるせん断力図(SFD)を描く問題である。梁の全長は l=1.2ml = 1.2m, W2W_2 までの距離は l1=0.8ml_1 = 0.8m, W3W_3 までの距離は l2=0.4ml_2 = 0.4m である。

2. 解き方の手順

せん断力図は、梁の各位置でのせん断力の値をグラフで表したものである。せん断力の計算は、梁の左端から順に行う。
* **区間 A-C:**
点Aから荷重 W2W_2 が作用する点Cまでの区間。
せん断力 VAC=W1=15NV_{AC} = -W_1 = -15 N (下向きを負とする)。
この区間ではせん断力は一定である。
* **区間 C-D:**
点Cから荷重 W3W_3 が作用する点Dまでの区間。
せん断力 VCD=W1W2=15N10N=25NV_{CD} = -W_1 - W_2 = -15 N - 10 N = -25 N
この区間ではせん断力は一定である。
* **区間 D-B:**
点Dから梁の固定端Bまでの区間。
せん断力 VDB=W1W2W3=15N10N8N=33NV_{DB} = -W_1 - W_2 - W_3 = -15 N - 10 N - 8 N = -33 N
この区間ではせん断力は一定である。

3. 最終的な答え

せん断力図は以下のようになる。
* 区間 A-C: 15N-15N
* 区間 C-D: 25N-25N
* 区間 D-B: 33N-33N
これらの値を元にせん断力図を描画する。図は、xx軸が梁の長さに沿った位置、yy軸がせん断力の値を示す。

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