Какой модуль силы реакции, действующей на стержень со стороны оси, после его отпускания, пока он не повернулся? Массы

Тема занятия: Механика. Статика

Разъяснение: Чтобы решить задачу о нахождении модуля силы реакции на стержень, нам необходимо применить законы равновесия тела.

Первый закон Ньютона гласит, что если сумма всех внешних сил, действующих на тело, равна нулю, то тело находится в состоянии равновесия. В данной задаче стержень свободно вращается, следовательно, ему необходимо приложить силу, чтобы остановить его вращение. Эта сила и будет являться реакцией оси на стержень.

Сила, действующая на стержень, равна силе тяжести грузов, подвешенных к стержню. Согласно второму закону Ньютона, F = m * g, где F - сила, m - масса, g - ускорение свободного падения.

Для нахождения модуля силы F необходимо сложить силы, действующие на каждый груз. В данной задаче массы грузов равны 1 кг и 3 кг, соответственно.

Общая сумма сил равна m1 * g + m2 * g, где m1 - масса первого груза, m2 - масса второго груза, а g - ускорение свободного падения.

Вычисляя общую сумму, мы получим:
F = 1 кг * 10 м/с² + 3 кг * 10 м/с²
F = 10 Н + 30 Н
F = 40 Н

Таким образом, модуль силы реакции, действующей на стержень, составляет 40 Н.

Доп. материал: Расчитайте модуль силы реакции, действующей на стержень, с массами грузов 2 кг и 4 кг при ускорении свободного падения 9,8 м/с².

Совет: Для лучшего понимания данной задачи, рекомендуется повторить основы статики и применение законов Ньютона. Также помните, что сила тяжести пропорциональна массе и ускорению свободного падения.

Дополнительное упражнение: Найдите модуль силы реакции на стержень, если массы грузов равны 2 кг и 5 кг, а ускорение свободного падения составляет 9,8 м/с². Ответ представьте в ньютонах, округлите до целого числа.

Тема: Сила реакции на стержне после его отпускания

Объяснение:
После отпускания стержня, пока он еще не повернулся, на него действует сила реакции со стороны оси вращения. Для определения модуля этой силы нам понадобится применить закон сохранения момента импульса.

Момент импульса стержня в начальный момент времени при отпускании равен моменту импульса системы "грузы-стержень" в конечный момент времени, когда стержень еще не повернулся. Момент импульса равен произведению массы на скорость, умноженное на расстояние до центра масс.

Можем записать уравнение момента импульса:
Массы грузов:
m1 = 1 кг
m2 = 3 кг
Ускорение свободного падения:
g = 10 м/с²

Момент импульса стержня до его поворота:
m1 * g * d1 = (m1 + m2) * g * d2

где d1 - расстояние от оси вращения до центра масс груза массой m1,
d2 - расстояние от оси вращения до центра масс грузов m1 и m2 вместе.

Так как ось вращения проходит через середину стержня, то d1 = d2/2.

Подставляя выражение для d1 в уравнение момента импульса, получаем:
m1 * g * (d2/2) = (m1 + m2) * g * d2
m1/2 = m1 + m2
2 * m1 = m1 + m2
m1 = m2

Таким образом, модуль силы реакции, действующей на стержень со стороны оси, после его отпускания и до поворота, равен 1 кг. Ответ округляем до целого числа.

Например:
Задача: В системе, содержащей грузы массой 1 кг и 3 кг, стержень отпущен и пока еще не повернулся. Какой модуль силы реакции, действующей на стержень со стороны оси?
Ответ: Модуль силы реакции равен 1 Н.

Совет:
Для понимания данной темы рекомендуется освежить в памяти понятия о моменте импульса и его сохранении, а также формулу для момента импульса системы.

Задание для закрепления:
Если в задаче массы грузов были бы 2 кг и 4 кг, какой модуль силы реакции действовал бы на стержень?