Задача #1730 ←
Однородный стержень AB постоянного поперечного сечения прикреплен верхним концом к шарниру, в котором он может без трения поворачиваться в плоскости рисунка. Масса стержня Если к нижнему концу стержня приложена в плоскости рисунка постоянная горизонтальная сила то в равновесии стержень образует с вертикалью угол Чему равен модуль силы, с которой стержень действует в равновесии на шарнир? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на стержень AB. Обоснуйте применимость используемых законов к решению задачи.
Решение
Обоснование
-
Перейдем в систему отсчета, связанную с Землей. Будем считать ее инерциальной.
-
Пользуемся моделью абсолютно твердого тела (размеры и форма неизменны).
-
Движение твердого тела — суперпозиция поступательного и вращательного движений. Условие равновесия твердого тела: для поступательного (II закон Ньютона) и для вращательного движений (равенство моментов сил относительно выбранной оси).
-
Согласно третьему закону Ньютона, силы, с которыми стержень и шарнир взаимодействуют друг с другом, равны по модулю и обратны по направлению.