На горизонтальной плите лежит тонкий неоднородный прямой стержень. Объём стержня равен 0,1 м3 , средняя плотность материала стержня 900 кг/м3. Чтобы оторвать край стержня от плиты, надо приложить минимальную силу в 350 Н, направленную перпендикулярно поверхности плиты. Найдите минимальную силу, которую надо приложить ко второму концу стержня, чтобы оторвать его от плиты. Ускорение свободного падения равно 10 10 м/с2 . Ответ выразите в ньютонах, округлите до целых.
Для решения данной задачи воспользуемся условием равновесия вращающегося тела:
F1 L1 = F2 L2
где F1 и F2 - силы, приложенные к концам стержня, L1 и L2 - расстояния от точки приложения силы до точки опоры.
Для нахождения L2 воспользуемся условием равновесия тела:
F2 L2 = m g * (H - L1)
где m - масса стержня, g - ускорение свободного падения, H - длина стержня.
Исходя из условия, имеем:
m = p V = 900 0,1 = 90 кг
H = V / S = 0,1 / S, где S - площадь поперечного сечения стержня
L1 = H / 2
Подставляем все данные в уравнение:
F1 (H/2) = F2 L2
F2 L2 = 90 10 * (0,1 - H/2)
F2 L2 = 900 - 450 L2
F2 + F1 = 350
Отсюда находим F2 = 250 Н
Ответ: минимальная сила, которую надо приложить ко второму концу стержня, чтобы оторвать его от плиты - 250 Н.