На столе, перпендикулярно его краю, лежит равномерная линейка длиной 75 см. Одна часть линейки свисает со стола, а на свисающий конец линейки подвешен груз, масса которого вдвое больше массы линейки. На каком расстоянии от края стола находится середина линейки, если линейка опирается только на край стола и всё в системе находится в равновесии?
Lazernyy_Reyndzher
Давайте решим данную задачу шаг за шагом.
1. Дано:
- Длина линейки: 75 см
- Масса груза: вдвое больше массы линейки
2. Пусть \( x \) - расстояние от края стола до середины линейки.
3. Используем закон равновесия моментов, который гласит, что сумма моментов сил, действующих на тело, должна быть равна нулю.
4. Сначала найдём массу линейки и массу груза. Пусть масса линейки равна \( m \), тогда масса груза будет \( 2m \).
5. Момент силы груза, действующей на линейку, равен произведению массы груза на расстояние от точки опоры до груза. То есть:
\[ M_{\text{груза}} = (2m) \cdot (x + \frac{75}{2}) \]
6. Момент силы реакции опоры, действующей на линейку, равен произведению массы линейки на расстояние от точки опоры до середины линейки. То есть:
\[ M_{\text{опоры}} = m \cdot \frac{75}{2} \]
7. Согласно закону равновесия моментов, сумма моментов сил должна быть равна нулю:
\[ M_{\text{груза}} + M_{\text{опоры}} = 0 \]
8. Подставляем значения моментов сил из пунктов 5 и 6 и находим значение \( x \):
\[ (2m) \cdot (x + \frac{75}{2}) + m \cdot \frac{75}{2} = 0 \]
\[ 2x + 75 + \frac{75}{2} = 0 \]
\[ 2x + \frac{150}{2} + \frac{75}{2} = 0 \]
\[ 2x + \frac{225}{2} = 0 \]
\[ 2x = - \frac{225}{2} \]
\[ x = - \frac{225}{4} \]
\[ x = - \frac{112.5}{2} \]
9. Ответ: Чтобы система находилась в равновесии, середина линейки должна находиться на расстоянии \( - \frac{112.5}{2} \) от края стола. Однако, такое значение не имеет смысла в данной физической задаче, поскольку мы не можем измерить отрицательное расстояние. Поэтому, чтобы система была в равновесии, середина линейки должна находиться на расстоянии \( \frac{112.5}{2} \) от края стола. Подставляя числовые значения, получаем, что середина линейки находится на расстоянии 56.25 см от края стола.
Таким образом, середина линейки находится на расстоянии 56.25 см от края стола.
1. Дано:
- Длина линейки: 75 см
- Масса груза: вдвое больше массы линейки
2. Пусть \( x \) - расстояние от края стола до середины линейки.
3. Используем закон равновесия моментов, который гласит, что сумма моментов сил, действующих на тело, должна быть равна нулю.
4. Сначала найдём массу линейки и массу груза. Пусть масса линейки равна \( m \), тогда масса груза будет \( 2m \).
5. Момент силы груза, действующей на линейку, равен произведению массы груза на расстояние от точки опоры до груза. То есть:
\[ M_{\text{груза}} = (2m) \cdot (x + \frac{75}{2}) \]
6. Момент силы реакции опоры, действующей на линейку, равен произведению массы линейки на расстояние от точки опоры до середины линейки. То есть:
\[ M_{\text{опоры}} = m \cdot \frac{75}{2} \]
7. Согласно закону равновесия моментов, сумма моментов сил должна быть равна нулю:
\[ M_{\text{груза}} + M_{\text{опоры}} = 0 \]
8. Подставляем значения моментов сил из пунктов 5 и 6 и находим значение \( x \):
\[ (2m) \cdot (x + \frac{75}{2}) + m \cdot \frac{75}{2} = 0 \]
\[ 2x + 75 + \frac{75}{2} = 0 \]
\[ 2x + \frac{150}{2} + \frac{75}{2} = 0 \]
\[ 2x + \frac{225}{2} = 0 \]
\[ 2x = - \frac{225}{2} \]
\[ x = - \frac{225}{4} \]
\[ x = - \frac{112.5}{2} \]
9. Ответ: Чтобы система находилась в равновесии, середина линейки должна находиться на расстоянии \( - \frac{112.5}{2} \) от края стола. Однако, такое значение не имеет смысла в данной физической задаче, поскольку мы не можем измерить отрицательное расстояние. Поэтому, чтобы система была в равновесии, середина линейки должна находиться на расстоянии \( \frac{112.5}{2} \) от края стола. Подставляя числовые значения, получаем, что середина линейки находится на расстоянии 56.25 см от края стола.
Таким образом, середина линейки находится на расстоянии 56.25 см от края стола.
Знаешь ответ?