На рисунке изображена система, в которой блоки и рычаг невесомы и не имеют трения в осях и опоре C, пружины невесомы. На рисунке изображена система, в которой блоки и рычаг невесомы и не имеют трения в осях и опоре C, пружины невесомы, нити нерастяжимы и невесомы. Участки нитей, не лежащие на блоках, вертикальны. Известно, что k=60 Н/м и m=120 г. Считайте, что g=10 Н/кг.
Найдите удлинение левой и правой пружин, если рычаг удерживается в горизонтальном положении внешней силой. Ответ выразите в миллиметрах, округлив до целых.
Нарушится ли равновесие, если рычаг отпустить?
В какой точке (A, B или C) следует подвесить груз массой M, чтобы равновесие восстановилось?
Чему должна быть равна масса груза M? Ответ выразите в граммах.
Чему равно удлинение пружины, на которой подвешен груз M? Ответ выразите в сантиметрах, округлив до целых.

30 Сен 2021 в 19:45
509 +1
0
Ответы
1

Для начала найдем удлинение пружины, если рычаг удерживается в горизонтальном положении внешней силой.

Учитывая, что рычаг находится в равновесии, можем записать условие равновесия для системы:

T1 = T2

где T1 и T2 - натяжения в левой и правой пружинах соответственно.

Учитывая, что T = k * deltaL, где deltaL - удлинение пружины, можем записать:

k deltaL1 = k deltaL2

Из условия задачи известно, что m = 120 г = 0.12 кг и g = 10 Н/кг.

Также известно, что сумма моментов сил относительно оси С должна быть равна нулю, так как рычаг стоит в горизонтальном положении:

(k deltaL1) x1 = (k deltaL2) x2

где x1 и x2 - расстояния от оси С до центров масс левой и правой пружин соответственно.

Подставляя данную информацию и переупорядочивая уравнение, получим:

120 г g x1 = 120 г g x2

Так как g = 10 Н/кг, то уравнение преобразуется в:

x1 = x2

Таким образом, удлинение левой и правой пружин будет одинаковым.

Теперь найдем удлинение пружины при силе F:

F = k * deltaL

deltaL = F / k = 10 Н / 60 Н/м = 1 / 6 м = 166.67 мм = 167 мм

Ответ: удлинение левой и правой пружин равно 167 мм.

Если рычаг отпустить, то равновесие нарушится, так как блоки начнут двигаться под воздействием силы тяжести.

Чтобы восстановить равновесие, груз массой M следует подвесить в точке C, так как это позволит создать момент сил, противоположный моменту сил, создаваемому грузом справа.

Масса груза M должна быть равна 120 г, так как это компенсирует массу рычага с блоками.

Удлинение пружины, на которой подвешен груз M:

deltaL = F / k = M g / k = 0.12 кг 10 Н/кг / 60 Н/м = 0.02 м = 2 см

Ответ: удлинение пружины, на которой подвешен груз M, равно 2 см.

17 Апр 2024 в 10:45
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир