Задачи › Равновесие тел, моменты сил

Согнутый стержень на опорах

  1. Согнутый стержень на опорах

    Физтех 2025/26, 9 кл.
    5/10

    Однородный металлический стержень согнули посередине, поместили между двумя опорами и удерживают в покое, приложив вертикальную силу \(P\) к правому по рисунку концу горизонтального плеча стержня (см. рис.). Масса стержня \(m = 1\,\text{кг}\), коэффициент трения скольжения стержня по опорам \(\mu = 0{,}56\).

    Рисунок

    Найдите модуль наименьшей силы \(P\). Ускорение свободного падения \(g = 10\,\text{м/с}^2\). Ответ приведите в \(\text{Н}\) с округлением до целого числа.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите условия покоя для сил и для моментов сил относительно нижней точки опоры; силы трения на обеих опорах связаны с нормальными реакциями.

    Решение

    Обозначения: \(a\) — длина каждой стороны уголка, \(N_1\), \(N_2\) — модули нормальных составляющих сил реакции опоры, \(F_1\), \(F_2\) — модули сил трения (см. рис.). Условия покоя: для сил \(N_1 = N_2\), \(F_1 + F_2 = mg + P\); для моментов сил относительно оси, проходящей через нижнюю точку опоры перпендикулярно плоскости чертежа, \(N_2 a = \dfrac{1}{2}mg\,\dfrac{a}{2} + Pa\). Учтем далее, что \(F_1 = \mu N_1\), \(F_2 = \mu N_2\). Из этих уравнений следует \[P = mg\,\frac{1 - \dfrac{\mu}{2}}{2\mu - 1}.\]

    Рисунок

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи