Задание 26 ЕГЭ по физике · 2E71C0
Равновесие рычага с грузом
Груз массой M=75 кг медленно поднимают с помощью рычага, приложив вертикальную силу F⃗ (см. рисунок). Рычаг, сделанный из однородного стержня массой m=10 кг и длиной L=4 м, шарнирно закреплён. Определите модуль силы F⃗ , если расстояние b от оси шарнира до точки подвеса груза равно 1,6 м. Считать, что трение в шарнире отсутствует.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Рычаг медленно поднимают, поэтому в каждый момент можно считать его находящимся в равновесии. Рассмотрим моменты сил относительно оси шарнира.
∑MO=0
Сила тяжести груза Mg приложена на расстоянии b от шарнира и создаёт момент Mgb. Сила тяжести однородного стержня mg приложена в его центре масс, на расстоянии L/2 от шарнира, и создаёт момент mgL2.
Mтяж=Mgb+mgL2
Момент силы F, приложенной к концу рычага, равен FL. Условие равновесия имеет вид:
FL=Mgb+mgL2
Выразим силу и подставим значения, принимая g=10 м/с2:
F=Mgb+mgL/2L=75⋅10⋅1,6+10⋅10⋅24=350 Н
∑MO=0
Сила тяжести груза Mg приложена на расстоянии b от шарнира и создаёт момент Mgb. Сила тяжести однородного стержня mg приложена в его центре масс, на расстоянии L/2 от шарнира, и создаёт момент mgL2.
Mтяж=Mgb+mgL2
Момент силы F, приложенной к концу рычага, равен FL. Условие равновесия имеет вид:
FL=Mgb+mgL2
Выразим силу и подставим значения, принимая g=10 м/с2:
F=Mgb+mgL/2L=75⋅10⋅1,6+10⋅10⋅24=350 Н
Пример ответа
Модуль силы равен 350 Н.
Источник: Открытый банк ФИПИ 2E71C0
Похожие задания
26Небольшой кубик массой m=1 кг начинает скользить с нулевой начальной скоростью по гладкой горке, переходящей…Кубик в мёртвой петле · 01DB3F26Снаряд в полёте разорвался на два равных осколка, один из которых продолжил движение по направлению движения…Масса снаряда после взрыва · 03765426Два шарика, массы которых m=0,1 кг и M=0,2 кг, висят, соприкасаясь, на нитях. Левый шарик отклоняют на угол…Удар шариков и теплота · 04966626К бруску массой М прикреплён лёгкий блок (см. рисунок), через него переброшена лёгкая нерастяжимая нить, один…Ускорение бруска с блоком · 04DCB426К бруску массой М = 2 кг прикреплён лёгкий блок (см. рисунок), через него переброшена лёгкая нерастяжимая…Ускорение бруска с блоком · 08702326Имеется недеформированная пружина длиной L = 20 см и жёсткостью k = 30 Н/м, груз массой m = 0,2 кг, а также…Груз на вращающемся диске · 0DDE03
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.