Задачи › Сила тяжести и вес тела

Вес плоской фигуры

  1. Вес плоской фигуры

    ВсОШ 1992/2001, 9 кл.
    3/10

    Определите вес плоской фигуры.

    Оборудование: плоская фигура, линейка, гирька, карандаш.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(P = G = P_1\dfrac{l_1}{l}\), где \(P_1\) — вес гирьки, \(l\) и \(l_1\) — плечи силы тяжести фигуры и силы со стороны гирьки относительно края стола.

    Решение

    Чтобы определить вес плоской фигуры, сначала находим положение её центра масс. С этой целью положим фигуру на стол так, чтобы она опиралась только на край стола, и проведём по фигуре карандашом линию вдоль края стола. Затем эту операцию повторим, изменив положение фигуры на столе. Центр масс фигуры будет находиться в точке пересечения этих двух линий.

    Проведём на фигуре от центра масс линию \(AC\) (рис. 19), положим на фигуру гирьку так, чтобы её центр масс находился на этой линии, а саму фигуру вместе с гирькой положим на стол, край которого должен быть перпендикулярен к линии \(AC\). При этом сама фигура должна опираться только о край стола и находиться в равновесии. В этом случае сумма моментов всех сил, приложенных к фигуре, относительно края стола равна нулю.

    Рисунок

    На фигуру будут действовать три силы: сила тяжести \(\vec G\), реакция опоры \(\vec N\) со стороны стола и сила \(\vec F\) со стороны гирьки, равная её весу \(\vec P_1\) (рис. 20).

    Рисунок

    Так как момент силы \(\vec N\) относительно края стола равен нулю, то по правилу моментов сил будем иметь \[Gl = P_1l_1,\quad G = P_1\dfrac{l_1}{l}.\] Вес фигуры равен действующей на неё силе тяжести, т. е. \(P = G\). Так как вес гирьки известен, то для определения веса фигуры измерим плечи \(l\) и \(l_1\) сил \(\vec G\) и \(\vec F\) соответственно.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи