有一边长为a,密度为ρ的立方体大理石,工人用一根粗细均匀的单位长度重为P牛的铁棒将石块撬起一个很小的角度.如图所示,如果插入的长度为石块边长的四分之一,并保持该长度不
◎ 题目
有一边长为a,密度为ρ的立方体大理石,工人用一根粗细均匀的单位长度重为P牛的铁棒将石块撬起一个很小的角度.如图所示,如果插入的长度为石块边长的四分之一,并保持该长度不变,则当选用的铁棒多长时,向上施加的力最小?此最小的力多大? |
◎ 答案
由题意可知,物体的重力为G=mg=ρa3g; 设铁棒长为L,动力为F.由题可知铁棒的重力提供的阻力,作用点在铁棒的重心上,阻力臂为
即:
解得人对杠杆的力: F=
由数学知识a2+b2≥2ab,当a=b时取最小值,可得 当=
F的最小值为:F=
答:当选用的铁棒长度为L= |