Ограниченное равновесие! (теоретический тур)
4/10
На двух нитях висит однородный стержень массы \(M\). К его левому краю прикреплена нить, перекинутая через подвижный блок, который удерживает груз (рис. 2). При какой массе \(m\) этого груза система будет находиться в равновесии? Массой блока и нитей можно пренебречь. Отметки на стержне делят его на семь равных частей.
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(\dfrac{M}{3} \le m \le 5M\).
РешениеОбозначим через \(l\) длину одного фрагмента стержня. Если масса груза слишком большая, то стержень начнёт поворачиваться вокруг точки крепления к левой нити. Правило моментов относительно этой точки: \[\frac{m_A g}{2}\, l = Mg \cdot 2{,}5\,l, \qquad \text{откуда} \quad m_A = 5M.\] Если масса груза слишком мала, то стержень начнёт поворачиваться вокруг точки крепления к правой нити. Правило моментов относительно этой точки: \[\frac{m_B g}{2}\cdot 3l = Mg \cdot 0{,}5\,l, \qquad \text{откуда} \quad m_B = \frac{M}{3}.\] Таким образом, система будет находиться в равновесии при условии \[\frac{M}{3} \le m \le 5M.\]
Похожие задачи
- Стержень в ящике (B3) ЕГЭ 2009, 11 кл.
- Куб у стены (A6) ЕГЭ 2009, 11 кл.
- Вертикальная составляющая силы (В3) ЕГЭ 2010, 11 кл.
- Стержень в банке (В3) ЕГЭ 2010, 11 кл.
- Клапан и стержень (С3) ЕГЭ 2010, 11 кл.
- Брусок из двух материалов МОШ 2010/11, 8 кл.