schoolФизика
verifiedРешено AI
Решение задачи: Расчет касательных напряжений по формуле Журавского
help_outlineУсловие задачи

lightbulbКраткий ответ
Касательные напряжения достигают максимума на нейтральной оси сечения и равны нулю на верхней и нижней границах. Это связано с изменением статического момента отсеченной части сечения.
Подробное решение
Для ответа на этот вопрос необходимо вспомнить формулу Журавского, которая описывает распределение касательных напряжений по высоте сечения при поперечном изгибе:
\[ \tau = \frac{Q \cdot S_x^{отс}}{I_x \cdot b} \]
Где:
\( Q \) — поперечная сила;
\( S_x^{отс} \) — статический момент отсеченной части сечения относительно нейтральной оси;
\( I_x \) — момент инерции всего сечения;
\( b \) — ширина сечения.
Анализ формулы для прямоугольного сечения:
1. В крайних точках (на верхней и нижней границах сечения) статический момент отсеченной части \( S_x^{отс} \) равен нулю, следовательно, касательные напряжения там также равны нулю.
2. Статический момент \( S_x^{отс} \) достигает своего максимального значения для части сечения, отсеченной по нейтральной линии (проходящей через центр тяжести).
3. Следовательно, максимальные касательные напряжения \( \tau_{max} \) возникают именно на уровне нейтральной оси.
Для прямоугольного сечения эта зависимость имеет вид параболы, вершина которой находится на нейтральной оси.
Правильный ответ:
в точках сечения, лежащих на нейтральной оси (третий вариант).