一至初中物理竞赛题
这是一个力矩平衡问题,AB边是旋转轴,在水平方向。从图中可以看出,水平力F抵抗的力矩有三个:AD,BC,DC。显然,AD和BC的力矩和力臂是相等的。
1.设力矩AD的原动力为F1,AD的长度为L1,则力矩为F1×L1,明显的L1 = BC/2 = B/2(匀直杆的质心在直杆的中点)。F1的方向垂直于AD向下,这是AD重力的分量。那么f1 = mgcos (90-a) = mgsina,其中m = Pb,那么力矩ad = f 1×l 1 = PBG Sina×b/2 =(Pb 2g Sina)/2,那么力矩BC =力矩ad =(。
第二,设力矩DC的幂为F2,力臂的长度等于L2。显然L2 = AD = BC = B,F2是垂直于ABCD平面的向下的力。F2是重力在DC上的分量。那么F2 = mgsina,其中m = pa,那么转矩DC = F2×L2 = PAG Sina×b = PAG Sina。
3.设水平力F产生的力矩的原动力为F3,力臂为L,明显的L = AD = BC = B,力矩的原动力为垂直于ABCD平面向上的力,大小为F,则F3 = FSIN (90-A) = FCOSA,则水平力F = F3× L = FCOSA× B = FBCOSA产生的力矩,
第四,有:扭矩f =扭矩ad+扭矩BC+扭矩DC。
然后:fbco sa =(Pb 2g Sina)/2+(Pb 2g Sina)/2+pabgsina
解法:f = pg (a+b) Sina/COSA = pg (a+b) tana。
答案a是正确的。