Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 13013
2020-02-10 
Два одинаковых кубика с помощью шарниров соединены двумя невесомыми и абсолютно твердыми стержнями (рис.). К середине одного из стержней перпендикулярно ему приложена сила $\vec{F}$. С какими силами действуют стержни на кубик в местах прикрепления шарниров 1 и 2? Тот же вопрос для случая, когда стержни имеют такую же массу, как и кубики.
Решение:
Будем считать, что кубики находятся на гладком горизонтальном столе, а сила $\vec{F}$ горизонтальна.
Для невесомых стержней равнодействующая сил, приложенных к кубику в точках 1 и 2 (рис. 2), равна $F/2$, и линия ее действия происходит через центр этого кубика (подумайте, почему это так). Нижний стержень невесом, поэтому он может быть либо сжатым, либо растянутым. В нашем случае понятно, что он сжат. Со стороны этого стержня на кубик действует сила $\vec{F}_{2}$ в направлении вдоль стержня. Продолжение линии действия силы $\vec{F}_{1}$ пересекает нижнюю грань кубика в ее центре. Величины действующих на кубик сил равны
$F_{1} = \frac{F \sqrt{5}}{4}$ и $F_{2} = \frac{F}{4}$.
Во втором случае, когда стержни весомы, равнодействующая сил, приложенных в точках 1 и 2 (рис.З), равна $F/4$, а линия ее действия опять проходит через центр кубика. Проекции сил $\vec{F}_{1}$ и $\vec{F}_{2}$ на направление силы $\vec{F}$ относятся теперь как 3 к -1 и равны $3F/8$ и $-F/8$. Проекции этих сил на горизонтальное направление, перпендикулярное $\vec{F}$, противоположны по знаку и составляют по величине $F/8$. Окончательно для величин сил получаем
$F_{1} = \frac{F \sqrt{10}}{8}$ и $F_{2} = \frac{F \sqrt{2} }{8}$.
Два одинаковых кубика с помощью шарниров соединены двумя невесомыми и абсолютно твердыми стержнями (рис.). К середине одного из стержней перпендикулярно ему приложена сила $\vec{F}$. С какими силами действуют стержни на кубик в местах прикрепления шарниров 1 и 2? Тот же вопрос для случая, когда стержни имеют такую же массу, как и кубики.
Решение:
Будем считать, что кубики находятся на гладком горизонтальном столе, а сила $\vec{F}$ горизонтальна.
Для невесомых стержней равнодействующая сил, приложенных к кубику в точках 1 и 2 (рис. 2), равна $F/2$, и линия ее действия происходит через центр этого кубика (подумайте, почему это так). Нижний стержень невесом, поэтому он может быть либо сжатым, либо растянутым. В нашем случае понятно, что он сжат. Со стороны этого стержня на кубик действует сила $\vec{F}_{2}$ в направлении вдоль стержня. Продолжение линии действия силы $\vec{F}_{1}$ пересекает нижнюю грань кубика в ее центре. Величины действующих на кубик сил равны
$F_{1} = \frac{F \sqrt{5}}{4}$ и $F_{2} = \frac{F}{4}$.
Во втором случае, когда стержни весомы, равнодействующая сил, приложенных в точках 1 и 2 (рис.З), равна $F/4$, а линия ее действия опять проходит через центр кубика. Проекции сил $\vec{F}_{1}$ и $\vec{F}_{2}$ на направление силы $\vec{F}$ относятся теперь как 3 к -1 и равны $3F/8$ и $-F/8$. Проекции этих сил на горизонтальное направление, перпендикулярное $\vec{F}$, противоположны по знаку и составляют по величине $F/8$. Окончательно для величин сил получаем
$F_{1} = \frac{F \sqrt{10}}{8}$ и $F_{2} = \frac{F \sqrt{2} }{8}$.
