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.
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.
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.