三根重均为G、长均为a的相同均匀木杆(其直径d?a)如图对称地靠在一起,三木杆底端间均相距a,求:(1)A杆顶端所受作用力的大小和方向,(2)若有一重为G的人坐在A杆中点处,则A杆

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

三根重均为G、长均为a的相同均匀木杆(其直径d?a)如图对称地靠在一起,三木杆底端间均相距a,求:
(1)A杆顶端所受作用力的大小和方向,
(2)若有一重为G的人坐在A杆中点处,则A杆顶端所受作用力的大小和方向又如何?

◎ 答案

三木杆组成一个正四面体,已知正四面体边长a,高三木杆h=

6
3
a,
设杆与底面的夹角β,则cosβ=

3
3
,sinβ=

6
3

设BC的中垂线与底面的夹角是α,则sinα=
2

2
3
,cosα=
1
3

(1)以A杆为研究对象,A杆受力如图一所示.
A杆与地面的接触点为支点,杆所受重力G的力臂L=
α
2
cosβ=

3
6
a,
杆顶端所受力F的力臂,LF=asinβ=

6
3
a,由杠杆平衡条件,
得:GL=FLF,即:G×
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