В системе, изображенной на рисунке, легкая палка AB длиной l закреплена через подшипник в точке A и может свободно вращаться. В точке B расположен шар массой m2=0.1кг, в точке C — шар массой m1=0.2кг. Шар B соединен нерастяжимой нитью через блок с бруском массой M=0.1кг. Система находится в равновесии при AC=b=25см и углах α=β=30∘. Найдите длину палки l.
Решение
Обоснование.
Систему отсчета связываем с Землей (инерциальная). Палку рассматриваем как абсолютно твердое тело. Условия равновесия: ∑Fi=0 и ∑Mi=0. Нить невесома, блок идеален.
Уравнения равновесия.
Для бруска M: T=Mg=0.1⋅10=1НМоменты сил относительно точки A: m1g⋅bsinα+m2g⋅lsinα=T⋅lsin(2α)
Подстановка значений: 0.2⋅10⋅0.25⋅0.5+0.1⋅10⋅l⋅0.5=1⋅l⋅230.25+0.5l=23l Решение уравнения: 0.25=(23−0.5)ll=0.3660.25≈0.683м=68.3см Ответ: l=68.3см.