Задание 2E71C0: Статика

Открытый банк ФИПИ · условие и решение задания

Открыть решение ↓ Ошибка или пожелание
Дайте развернутый ответ.

Груз массой M=75  кг медленно поднимают с помощью рычага, приложив вертикальную силу F →  (см. рисунок). Рычаг, сделанный из однородного стержня массой m=10  кг и длиной L=4  м, шарнирно закреплён. Определите модуль силы F → , если
расстояние b от оси шарнира до точки подвеса груза равно 1,6 м. Считать, что трение в шарнире отсутствует.

 


 

i
СВОЙСТВА ЗАДАНИЯ
КЭС:
1.3.1 Момент силы относительно оси вращения
1.3.2 Центр масс тела. Центр масс системы материальных точек
1.3.3 Условия равновесия твёрдого тела в ИСО
1.3.4 Закон Паскаля
1.3.5 Давление в жидкости, покоящейся в ИСО
1.3.6 Закон Архимеда. Условия плавания тел
Тип ответа:Развернутый ответ
Номер: 2E71C0
НЕ РЕШЕНО Изменить статус

Решение задания 2E71C0

Ответ: 350 Н

Систему отсчёта свяжем с Землёй и будем считать инерциальной. Ось Ox направим вправо, Oy — вверх. Ускорение свободного падения g=10 м·с⁻².

Тело считаем абсолютно твёрдым. Оно покоится, поэтому сумма внешних сил и сумма их моментов относительно любой неподвижной оси равны нулю. Положительные моменты направим против часовой стрелки.
Подъём медленный, ускорениями пренебрегаем. Для груза массой M натяжение T направлено вверх, Mg вниз; равновесие по Oy даёт T−Mg=0.
На рычаг действуют T вниз в точке подвеса груза, mg вниз в середине, приложенная сила F вверх на правом конце и реакция шарнира R в точке O. По Ox горизонтальная реакция нулевая, по Oy:
R+F−T−mg=0.

Плечи относительно O равны соответственно b, L2 и L. Реакция шарнира момента не создаёт:
FL−Tb−mgL2=0.
Используя T=Mg, получаем
F=MgbL+mg2.

Подстановка:
F=75 кг·10 м·с⁻²·1,6 м4 м+10 кг·10 м·с⁻²2=350 Н.

Проверка: 350 Н·4 м=750 Н·1,6 м+100 Н·2 м=1400 Н·м. Реакция R=500 Н направлена вверх.

Ответ: 350 Н.

Статика: схема решения задания 2E71C0
Обозначения: Рычаг: F и R вверх, T и mg вниз. На подвешенном грузе показаны T вверх и Mg вниз.

Помочь улучшить сайт

Напишите пожелание к сайту или решению либо сообщите о найденной неточности в задании 2E71C0.

Сообщение увидит только команда сайта: на странице оно не публикуется.

Комментарии к решению

Комментарии видны всем посетителям сайта.

Комментариев пока нет. Будьте первым.

Чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.