2014-06-01
Два невесомых одинаковых стержня соединены шарнирно Друг с другом и подвешены на шарнирах к горизонтальной балке (рис.). Жесткость каждого из стержней равна $k_{0}$, угол между ними $2 \alpha$.
Найдите жесткость $k$ системы стержней по отношению к вертикальному смешению шарнира А под действием некоторой силы $F$. Считать смещение малым по сравнению с длиной стержней.
Решение:
Пусть в результате приложения силы $F$ шарнир сместится вниз на малую величину $\Delta x$, а стержни удлинятся на величину $\Delta l$ (рис.). Тогда жесткость $k$ системы стержней найдем из уравнения $k \Delta x = 2 k_{0} \Delta l \cos \alpha^{\prime}$, где $2 \alpha^{\prime}$ - угол между стержнями после смешения.
Так как смещение малое, то
$\alpha^{\prime} \approx \alpha, \Delta l \approx \Delta x \cos \alpha$;
отсюда получаем, что $k \approx 2 k_{0} \cos^{2} \alpha$.