Задание 26 ЕГЭ по физике · 36135B
Реакция стенки для стержня
Невесомый стержень длиной 3 м, находящийся в ящике с гладкими дном и стенками, составляет с вертикалью угол α = 45º (см. рисунок). К стержню на расстоянии 1 м от левого его конца подвешен на нити шар массой 3 кг. Каков модуль силы нормальной реакции N⃗ правой стенки ящика, действующей на нижний конец стержня?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На стержень действуют сила тяжести шара mg, горизонтальные реакции стенок и вертикальная реакция дна. Рассмотрим моменты сил относительно нижнего конца стержня: реакции дна и правой стенки момента относительно этой точки не создают.
R⋅3cosα=mg⋅(3−1)sinα
Реакция левой стенки приложена к верхнему концу стержня, поэтому её плечо относительно нижнего конца равно 3cosα. Точка подвеса шара находится на расстоянии 2 м от нижнего конца, поэтому плечо силы тяжести равно 2sinα.
R⋅3cos45°=3g⋅2sin45°
Так как sin45°=cos45°, получаем реакцию левой стенки:
R=2mg3
Из условия равновесия стержня по горизонтали силы реакций стенок равны по модулю и противоположны по направлению. Следовательно, N=R. При g=10 Н/кг:
N=2⋅3⋅103=20 Н
R⋅3cosα=mg⋅(3−1)sinα
Реакция левой стенки приложена к верхнему концу стержня, поэтому её плечо относительно нижнего конца равно 3cosα. Точка подвеса шара находится на расстоянии 2 м от нижнего конца, поэтому плечо силы тяжести равно 2sinα.
R⋅3cos45°=3g⋅2sin45°
Так как sin45°=cos45°, получаем реакцию левой стенки:
R=2mg3
Из условия равновесия стержня по горизонтали силы реакций стенок равны по модулю и противоположны по направлению. Следовательно, N=R. При g=10 Н/кг:
N=2⋅3⋅103=20 Н
Пример ответа
Модуль силы нормальной реакции правой стенки равен 20 Н.
Источник: Открытый банк ФИПИ 36135B
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.