Przykład 1.  Znaleźć siły przekrojowe M, Q, N w punkcie C podanej belki.

 

1. Obliczenie reakcji.
       Obliczając reakcje, korzystamy z trzech równań statyki:

               

               

               

Układając równania statyki wygodnie jest stosować układ równań nie sprzężonych, tzn. z każdego równania obliczamy tylko jedną niewiadomą. W przypadku jednego ciała sztywnego (jedna tarcza, belka bez przegubów) zawsze jest to możliwe. Dzięki układowi równań nie sprzężonych rozwiązanie jest szybsze a błąd popełniony w jednym równaniu nie przenosi się na równania pozostałe.
Aby sprawdzić poprawność obliczenia reakcji postępujemy odwrotnie - układamy takie równanie w którym wystąpią wszystkie reakcje. W naszym przykładzie może to być na przykład równanie momentu względem punktu D o współrzędnych D(2,1).

       

Powyższa niedokładność jest dopuszczalna wynika bowiem z zaokrągleń poczynionych przy obliczaniu reakcji.

2. Obliczenie sił przekrojowych w punkcie C.

Aby znaleźć siły przekrojowe w punkcie C należy przez ten punkt poprowadzić przekrój, dzielący belkę na dwie części i zredukować w punkcie C układ sił zewnętrznych przyłożonych do jednej z tych części. Bez względu na to, którą część weźmiemy do redukcji  otrzymamy ten sam wynik (wartości sił przekrojowych w danym punkcie są stałe). Praktycznie wybiera się tą część belki do której jest przyłożony mniej skomplikowany układ sił, w celu uproszczenia obliczeń.
W naszym przykładzie, w celach dydaktycznych, dokonamy obliczeń redukując układ sił zewnętrznych zarówno z lewej jak i z prawej strony punktu C.

2.1. Redukcja układu sił zewnętrznych przyłożonych do lewej części belki.

Przy obliczaniu wypadkowej zredukowanego układu sił będziemy od razu rozkładali ją na siłę podłużną N (równoległą do osi belki) i siłę poprzeczną Q (prostopadłą do osi belki). Pamiętając o przyjętej konwencji znakowania zapiszemy:

       

2.2. Redukcja układu sił zewnętrznych przyłożonych do prawej części belki.

       


© Mariusz Hebda