Конусообразное бревно длиной 10 м можно уравновесить в горизонтальном положении на небольшой опоре, отстоящей на 3 м от середины бревна. Если же опора находится на середине бревна, то, чтобы уравновесить бревно, на один из его концов должен стать человек массой 60 кг. Чему равна масса бревна?
от

1 Ответ

Дано:
- длина бревна L = 10 м
- расстояние от середины до опоры d = 3 м
- масса человека m = 60 кг

Найти:
1) массу бревна M.

Решение:

1. Рассмотрим первый случай, когда опора находится на расстоянии 3 м от середины бревна. Середина бревна делит его на две равные части по 5 м каждая. В этом случае моменты относительно опоры должны уравновешивать друг друга.

Сила тяжести бревна действует в центре масс, который находится в середине бревна. Это 5 м от каждого конца. Расстояние от центра масс до опоры равно 3 м (5 м - 3 м). Таким образом, момент силы тяжести бревна будет:

M * g * 3,

где g = 9.81 м/с² - ускорение свободного падения.

2. Поскольку бревно уравновешивается, момент от массы человека, стоящего на одном конце бревна, будет:

m * g * 5.

Таким образом, уравнение момента выглядит так:
M * g * 3 = m * g * 5.

3. Упростим это уравнение, сократив g:
M * 3 = 60 * 5,
M * 3 = 300,
M = 300 / 3,
M = 100 кг.

Ответ:
Масса бревна равна 100 кг.
от