Задачи › Равновесие тел, моменты сил

Опрокидывание стержня

  1. Опрокидывание стержня

    Росатом 2023/24, 8 кл.
    2/10

    Около края стола лежит стержень массой \(m\) длиной \(l\). Стержень лежит перпендикулярно краю стола и свешивается со стола на одну пятую часть своей длины. Какую минимальную вертикальную силу \(F\) нужно приложить к стержню (см. рисунок), чтобы он опрокинулся?

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    В момент опрокидывания опора стержня находится на краю стола. Запишите равенство моментов сил относительно края стола.

    Ответ

    \(F = \dfrac{3}{2}\,mg\).

    Решение

    На стержень действуют сила тяжести \(mg\), сила реакции поверхности (на те части стержня, которые лежат на столе) и внешняя сила \(F\), причём в момент переворота стержня относительно края, точка приложения силы реакции находится на краю стола. Поэтому в момент переворота условие моментов относительно края стола даёт \[M_{mg} = M_F,\] где \(M_{mg}\) и \(M_F\) — моменты сил тяжести и внешней силы \(F\) относительно края стола. Сила тяжести приложена к центру тяжести стержня, который находится в его середине, поэтому \[mg\left(\frac{l}{2} - \frac{l}{5}\right) = F\,\frac{l}{5}.\] Отсюда находим \(F = \dfrac{3}{2}\,mg\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи