Задачи › Равновесие тел, моменты сил

Уголок из двух стержней на нитях

  1. Уголок из двух стержней на нитях

    Росатом 2018/19, 11 кл.
    4/10

    Два однородных стержня длиной \(3l\) и \(4l\) и массой \(m\) и \(3m\) соответственно сварены концами под прямым углом друг к другу. Сделанный таким образом «прямой угол» повешен на двух нитях одинаковой длины, которые в равновесии занимают вертикальное положение (см. рисунок). Найти отношение силы натяжения левой

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите уравнения моментов сил относительно точек крепления нитей. Для этого найдите плечи сил тяжести стержней, используя подобие треугольников.

    Ответ

    \(\dfrac{T_{\text{лев}}}{T_{\text{пр}}}=\dfrac{89}{111}\).

    Решение

    Расстояние между точками крепления нитей по теореме Пифагора равно \(5l\). Плечи сил тяжести стержней (см. рисунок) находим из подобия треугольников: \(x=\dfrac{9l}{5}\), \(y=5l-x=\dfrac{16l}{5}\).

    Рисунок

    Уравнение моментов относительно точки крепления левой нити: \[T_{\text{пр}}\,5l = mg\,\frac{x}{2} + 3mg\left(x+\frac{y}{2}\right) = \frac{111}{10}\,mgl \quad\Rightarrow\quad T_{\text{пр}}=\frac{111}{50}\,mg.\] Относительно точки крепления правой нити: \[T_{\text{лев}}\,5l = mg\left(y+\frac{x}{2}\right) + 3mg\,\frac{y}{2} = \frac{89}{10}\,mgl \quad\Rightarrow\quad T_{\text{лев}}=\frac{89}{50}\,mg.\] Отсюда \(\dfrac{T_{\text{лев}}}{T_{\text{пр}}}=\dfrac{89}{111}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи