Однородный стержень AB массой m=1кг шарнирно закреплен в точке A и может свободно вращаться в плоскости рисунка. К нижнему концу стержня приложена горизонтальная сила F, в результате чего стержень устанавливается под углом α к вертикали (tgα=0.8). Определите модуль силы реакции шарнира в этом положении равновесия.
Решение
Обоснование.
Используем инерциальную систему отсчета. Стержень — абсолютно твердое тело. Условия равновесия: ∑F=0 и ∑MA=0. Сила реакции шарнира R имеет горизонтальную и вертикальную составляющие.
Уравнения равновесия.
Сумма сил по горизонтали: Rx=F(1) Сумма сил по вертикали: Ry=mg(2) Моменты сил относительно точки A: F⋅Lcosα=mg⋅2Lsinα(3)
Из уравнения (3): F=2mgtanα=21⋅10⋅0.8=4Н Расчет силы реакции: R=Rx2+Ry2=F2+(mg)2=42+102=116≈10.8Н Ответ: R≈10.8Н.