2018-10-25
Комод высотой $h$ и шириной $L$ стоит на полу опираясь на него продолжениями своих боковых стенок. Масса комода $M$ равномерно распределена по объёму. Коэффициент трения левой стенки о пол равен $k_{1}$ правой - $k_{2}$. Какую минимальную горизонтальную силу нужно приложить к левой стенке в самом верху, чтобы сдвинуть комод с места?
Решение:
Условие сдвига комода:
$F = F_{тр1} + F_{тр2} = k_{1}N_{1} + k_{2}N_{2}$,
где $F_{тр1}$ и $N_{1}$ - силы трения и реакции опоры, действующие на левую опору, а $F_{тр2}$ и $N_{2}$ - на правую.
Если комод не опрокидывается, выполняется равенство моментов сил относительно центра масс комода:
$(F + k_{1}N_{1} + k_{2}N_{2} ) \frac{h}{2} = ( N_{2} - N_{1} ) \frac{L}{2}$,
а также равенство: $N_{2} + N_{1} = Mg$
Решая систему полученных уравнений получим:
$F = \frac{k_{1} + k_{2} }{2(L + (k_{1} - k_{2} )h } LMg$.
В записанных уравнениях предполагалось, что комод не опрокидывается. Возможные равенство $F$ бесконечности и смена знака $F$ в последнем уравнении, соответствуют нарушению этого условия.