解説:H.sin氏(機械部門)
令和4年
Ⅲ-6
下図に示すように,長さlの片持ちはりの先端(自由端)に曲げモーメントが作用している。このとき,はりの最大たわみとして,適切なものはどれか。ただし,はりの曲げ剛性をEIとする。
①Ml2/12EI ②Ml2/8EI ③Ml2/4EI ④Ml2/2EI ⑤Ml2/EI
解説
[解くために必要な知識]
梁のたわみ角 EIz(dw/dx)=-M(x)
梁のたわみ EIz(d2w/dx2)=-M(x)
xの関数となるモーメントを1回積分するとたわみ角、2回積分するとたわみ量を求めることができる。
では、問題を解いていきます。
今回の問題ではM(x)=-M となります。
-Mを1回不定積分すると
たわみ角EIzθ=-Mx+C1
x=lのとき、固定端のためθ=0となる。
0=-Ml+C1
C1=Ml
EIzθ= -Mx+Ml をもう一度xで積分する
EIzw= -Mx2/2+Mlx+C2
固定端より x=lでのたわみは0となる。
0 = -Ml2/2+Ml2+C2
C2=Ml2/2
EIzw= -Mx2/2+Mlx+Ml2/2
片持ち自由端のたわみはx=0で最大になるため
EIzw=Ml2/2
w=Ml2/2EIz
よって回答は④となる。
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