Задачи › Равновесие тел, моменты сил

Чупа-чупс в углу

  1. Чупа-чупс в углу

    МОШ 2011/12, 11 кл.
    7/10

    «Чупа-чупс стоял в углу…» За что его поставили, неясно, но стоять ему не очень-то хотелось. Вот он и стал постепенно отставлять свою «ножку» все дальше вдоль биссектрисы того прямого угла между стенками, в который его поставили, а «головой» опираясь о стенки (см. рисунок). При каком угле \(\alpha\) между ножкой и полом чупа-чупс упадет? Считать, что вся его масса сосредоточена в однородной шарообразной «голове» радиусом \(R\), расстояние от центра головы до конца ножки равно \(l\), коэффициент трения головы о стенки угла — \(\mu_1\), а ножки об пол — \(\mu_2\). Решите задачу в общем виде, а затем проведите численный расчет угла \(\alpha\) для случая \(\mu_1 = \mu_2 = 0{,}6\), \(l = 4R\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Из симметрии силы реакции и трения от двух стенок равны, поэтому их можно заменить суммарными. Запишите условия равенства нулю суммы горизонтальных проекций сил и суммы моментов, при падении силы трения достигают предельных значений.

    Ответ

    \(\alpha = \arccos\left(\dfrac{R}{l}\cdot\dfrac{\mu_1\mu_2}{\sqrt{1+\mu_2^2}}\right) - \arccos\dfrac{1}{\sqrt{1+\mu_2^2}} \approx 54{,}6^\circ\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи