Question

Однородная труба весом 12 Н и длиной 3 м лежит на горизонтальной поверхности Земли. а) Чему равен момент силы тяжести, если приподнять трубу за один конец? б) Найдите модуль силы, которую необходимо приложить, чтобы удержать трубу за один конец.

Answer 1

А) Центр тяжести трубы находится в точке d1=1,5 м
Момент силы тяжести:
M1 = P*d1=12*1,5 = 18 Н*м


б) В этом случае плечо изменилось и стало равно длине трубы: d = 3м.
Момент силы:
M2 = F*d
По правилу моментов:
M2 = M1
F*d = M1

F = M1/d = 18 / 3 =6 H

Answer 2

а) Момент силы тяжести можно рассчитать по формуле:

М = m * g * l,

где m - масса трубы (весом в данном случае), g - ускорение свободного падения (принимается около 9,8 м/с²), l - расстояние от оси вращения до точки приложения силы (в данном случае половина длины трубы, то есть 1,5 м).

Подставляя известные значения, получаем:

М = 12 Н * 9,8 м/с² * 1,5 м = 176,4 Н∙м.

Ответ: момент силы тяжести равен 176,4 Н∙м.

б) Чтобы удержать трубу за один конец, необходимо создать момент силы, равный моменту силы тяжести. То есть, силу необходимо приложить так, чтобы:

Модуль силы * l = М.

Исходя из этого, модуль силы можно рассчитать по формуле:

Модуль силы = М / l.

Подставляя известные значения, получаем:

Модуль силы = 176,4 Н∙м / 1,5 м = 117,6 Н.

Ответ: модуль силы, которую необходимо приложить, чтобы удержать трубу за один конец, равен 117,6 Н.