Два груза подвешены на горизонтальном лёгком стержне на расстояниях 0,5 м и 1 м от точки опоры стержня. Сила давления стержня на опору равна 120 Н. Чему равны массы грузов?
от

1 Ответ

Дано:
- сила давления стержня на опору F = 120 Н
- расстояние от точки опоры до первого груза l1 = 0.5 м
- расстояние от точки опоры до второго груза l2 = 1 м

Найти:
массы грузов m1 и m2.

Решение:

1. Обозначим массу первого груза как m1, а второго груза — как m2. Тогда силы тяжести, действующие на грузы, будут равны:

F1 = m1 * g,
F2 = m2 * g,
где g ≈ 9.81 м/с^2 — ускорение свободного падения.

2. Система находится в равновесии, значит сумма моментов относительно точки опоры равна нулю. Запишем уравнение моментов:

m2 * g * l2 - m1 * g * l1 = 0.

3. Подставим значения расстояний:

m2 * g * 1 м - m1 * g * 0.5 м = 0.

4. Упростим уравнение, сократив g:

m2 * 1 - m1 * 0.5 = 0.
m2 = 0.5 * m1.

5. Теперь воспользуемся условием равновесия сил. Сумма сил, действующих на стержень, равна силе давления на опору:

F1 + F2 = F.

6. Запишем это уравнение с учетом сил тяжести:

m1 * g + m2 * g = 120 Н.

7. Сократим g:

m1 + m2 = 120 / g.

8. Подставим выражение для m2:

m1 + 0.5 * m1 = 120 / 9.81.

9. Упростим:

1.5 * m1 = 120 / 9.81.

10. Найдем m1:

m1 = (120 / 9.81) / 1.5,
m1 ≈ 8.16 кг.

11. Теперь найдем m2:

m2 = 0.5 * m1,
m2 = 0.5 * 8.16 ≈ 4.08 кг.

Ответ:
m1 ≈ 8.16 кг, m2 ≈ 4.08 кг.
от