У якого з трьох однакових стержнів потенціальна енергія найменша, якщо при підвішуванні тягарці стержні видовжилися

Хорошо, давайте разберемся с данной задачей. Для того чтобы определить, у какого из трех однаковых стержней потенциальная энергия будет наименьшей, необходимо рассмотреть их положения после подвешивания тягарцы.

Мы имеем следующую ситуацию: все стержни одинаковые и у них одинаковая длина. После подвешивания тяжелого груза стержни, как показано на малюнке, видоизменяют свою форму, становясь наклонными.

Определим, какие силы действуют на стержни. На каждый стержень действуют две силы: тяга, обусловленная весом груза, направленная вниз, и сила натяжения, направленная по стержню, которую мы обозначим как \(T\).

Силы натяжения \(T\) акт на стержни в направлении, противоположном тяге \(P1\), \(P2\) и \(P3\) (тяжести груза на каждый стержень). Сумма сил, действующих на стержень, равна нулю, так как стержень находится в равновесии.

Таким образом, сумма горизонтальных компонент сил натяжения, действующих на каждый стержень, равна сумме горизонтальных компонент сил тяжести, направленных на каждый стержень.

Если обратить внимание на горизонтальные компоненты сил тяжести \(P1\), \(P2\) и \(P3\), можно заметить, что сумма этих сил равна нулю, так как они находятся в равновесии.

Теперь рассмотрим вертикальные компоненты сил тяжести \(P1\), \(P2\) и \(P3\). Здесь сумма этих сил не равна нулю. Сила тяжести направлена вниз, в то время как сила натяжения направлена вверх.

Важно отметить, что вертикальная компонента силы натяжения в каждом стержне вызывает его видовживание или удлинение. Если стержень более наклонный, то величина видовжения будет больше, а значит и потенциальная энергия стержня будет больше.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что стержень, подвешенный в крайнем положении (как показано на малюнке), будет иметь наименьшую потенциальную энергию.

Таким образом, ответ на задачу заключается в следующем: стержень, который подвешен в крайнем положении (так, чтобы он был более наклонным), будет иметь наименьшую потенциальную энергию.