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正答
① q0l²/6
解き方のポイント
片持ちはりに分布荷重が作用する場合、最大曲げモーメントは必ず梁の根元(固定端)に発生します。ここでは点Bです。
分布荷重q(x)=q0x/l を、x=0〜l の範囲で積分して求めます。位置xの微小荷重が点Bまでの距離(l−x)を腕の長さとして効くので、
MB=∫{q(x)×(l−x)}dx=∫₀ˡ{(q0/l)x×(l−x)}dx
これを計算すると [q0x²/2 − q0x³/(3l)]₀ˡ = q0l²/2 − q0l²/3 = q0l²/6 です。
分布荷重を「合力が重心位置に集中している」と考える解き方でも解けます。三角形分布の合力はq0l/2、その作用点は固定端から l/3 の位置なので、(q0l/2)×(l/3)=q0l²/6 と一致します。この検算ができると計算ミスに気づけます。
この問題で問われている知識
片持ちはり/分布荷重の積分/曲げモーメント/三角形分布の合力と作用点
