Однородный стержень массы m может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через один из его концов. Стержень приводят в положение неустойчивого равновесия и отпускают без толчка. Определить максимальное значение силы давления на ось.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения максимального значения силы давления на ось, необходимо учесть, что при движении стержня вращательная кинетическая энергия превращается в потенциальную энергию и наоборот.

Когда стержень находится в положении неустойчивого равновесия, то когда его поворачивают на небольшой угол, сила сопротивления, возникающая на оси равна произведению углового ускорения стержня на момент инерции стержня относительно оси вращения.

На максимальной скорости стержня, его кинетическая энергия превращается в потенциальную, то есть при повороте стержня на такой угол, при котором момент силы давления на ось равен моменту веса стержня.

Таким образом, мы можем определить максимальную силу давления на ось, например, как сумму максимальной силы, с которой стержень может давить на поддерживающую ось, и силы тяжести.