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
444 +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 в 10:45
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Название заказа не должно быть пустым
Введите email
Бесплатные доработки
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы
Проверка работы на плагиат
Интересные статьи из справочника
Поможем написать учебную работу
Название заказа не должно быть пустым
Введите email
Доверьте свою работу экспертам
Разместите заказ
Наша система отправит ваш заказ на оценку 92 588 авторам
Первые отклики появятся уже в течение 10 минут
Прямой эфир