2016-11-18
Стержень длиной $l$ тянут за один из концов, прикладывая вдоль оси стержня силу $\vec{F}$. Найти силу натяжения стержня на расстоянии $x$ от точки приложения силы. Другие силы не учитывать.
Решение:
Запишем закон Ньютона для всего стержня:
$F = ma$ (1)
и для «хвоста» длиной 1-х:
$T = \Delta ma$, (2)
где $m$ — масса стержня, $\Delta m$ — масса «хвоста», $T$ — сила натяжения.
Обозначим через $\tau$ массу стержня, приходящуюся на единицу его длины. Эту величину можно назвать линейной плотностью.
Тогда получим:
$m = l \tau$ (3)
$\Delta m = (l-x) \tau$. (4)
Решая систему уравнений (1—4), находим:
$T = \frac{l-x}{l} F$.