Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д4 B4 № 4114
i

Од­но­род­ный пря­мой стер­жень по­ко­ит­ся в глад­кой сфе­ри­че­ской чаше, при­креп­лен­ной к полу. На каком ри­сун­ке пра­виль­но ука­за­ны на­прав­ле­ния обеих сил ре­ак­ции, дей­ству­ю­щих со сто­ро­ны чаши на стер­жень?

 

1)  1

2)  2

3)  3

4)  4

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Силы нор­маль­ной ре­ак­ции опоры все­гда на­прав­ле­ны пер­пен­ди­ку­ляр­но ка­са­тель­ной плос­ко­сти к со­при­ка­са­ю­щим­ся по­верх­но­стям в точке ка­са­ния. Таким об­ра­зом, «левая» сила ре­ак­ции опоры долж­на быть пер­пен­ди­ку­ляр­на к ка­са­тель­ной, про­ве­ден­ной к чаще в точке опоры, а «пра­вая» сила ре­ак­ции  — пер­пен­ди­ку­ляр­на стерж­ню. Силы ре­ак­ции пра­виль­но изоб­ра­же­ны на ри­сун­ке 2.

Ответ: 2.

Гость 29.04.2013 18:27

Ува­жа­е­мый Алек­сей! При вза­и­мо­дей­ствии стерж­ня с какой-либо по­верх­но­стью, в общем слу­чае, на стер­жень со сто­ро­ны по­верх­но­сти дей­ству­ет 1) силы ре­ак­ции опоры, на­прав­лен­ные пер­пен­ди­ку­ляр­но (по нор­ма­ли) к ка­са­тель­ной плос­ко­сти к по­верх­но­сти в точ­ках со­при­кос­но­ве­ния по­верх­но­сти и стерж­ня; 2) силы тре­ния, па­рал­лель­ные к упо­мя­ну­тым ка­са­тель­ным плос­ко­стям. Дан­ные силы ука­зан­ным об­ра­зом на­прав­ле­ны без­от­но­си­тель­но к факту рав­но­ве­сия (или не­рав­но­ве­сия) стерж­ня. В слу­чае дан­ной за­да­чи, если по­верх­ность глад­кая (силой тре­ния можно пре­не­бречь), силы, дей­ству­ю­щие на стре­жень со сто­ро­ны по­верх­но­сти – это силы ре­ак­ции опоры, дей­ству­ю­щие на стер­жень в обеих точ­ках ка­са­ния стерж­ня и по­верх­но­сти, пер­пен­ди­ку­ляр­ные к со­от­вет­ству­ю­щим ка­са­тель­ным плос­ко­стям. По­след­нее об­сто­я­тель­ство (пер­пен­ди­ку­ляр­ность сил ре­ак­ции по­верх­но­сти чаши к ка­са­тель­ным плос­ко­стям в точ­ках со­при­кос­но­ве­ния стерж­ня и чаши), с уче­том при­ведённых к за­да­че ри­сун­ков, и опре­де­ля­ет пра­виль­ный ответ: 2.

А вот уже по­ло­же­ние рав­но­ве­сия стерж­ня на­хо­дит­ся ис­хо­дя из 1) ра­вен­ства нулю рав­но­дей­ству­ю­щей сил тя­же­сти и ре­ак­ций опоры, дей­ству­ю­щих на стер­жень; 2) ра­вен­ства нулю суммы вра­ща­тель­ных мо­мен­тов упо­мя­ну­тых сил от­но­си­тель­но вы­бран­ной оси. Но это уже от­дель­ная за­да­ча.

Гость 29.04.2013 19:13

P.S. К сво­е­му преды­ду­ще­му со­об­ще­нию до­бав­лю, что в слу­чае при­сут­ствия в дан­ной за­да­че от­лич­ных от нуля сил тре­ния, по­ло­же­ние рав­но­ве­сия стерж­ня (во­об­ще го­во­ря, даже – об­ласть воз­мож­ных по­ло­же­ний рав­но­ве­сия: это не будет един­ствен­но до­пу­сти­мое по­ло­же­ние рав­но­ве­сия, воз­мо­жен со­от­вет­ству­ю­щий про­ме­жу­ток до­пу­сти­мых зна­че­ний «рав­но­вес­ных» углов на­кло­на стерж­ня к го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти, ко­то­рый опре­де­ля­ет­ся со­от­вет­ству­ю­щим ре­ше­ни­ем дан­ной за­да­ча) воз­мож­но и при не ра­вен­стве нулю сил тре­ния, дей­ству­ю­щих на стер­жень, ко­то­рые па­рал­лель­ны со­от­вет­ству­ю­щим ка­са­тель­ным плос­ко­стям. По ло­ги­ке же при­ведённого на сайте ре­ше­ния, со­став­ля­ю­щие сил вза­и­мо­дей­ствия стерж­ня и чаши, па­рал­лель­ные ка­са­тель­ным плос­ко­стям, при­во­дят к сме­ще­нию стерж­ня вдоль чащи, что, во­об­ще го­во­ря, не верно.

Усло­вие рав­но­ве­сия стерж­ня опре­де­ля­ет­ся вовсе не ра­вен­ством нулю сил тре­ния, ко­то­рые будут при­сут­ство­вать в дан­ном слу­чае и ко­то­рые будут па­рал­лель­ны со­от­вет­ству­ю­щим ка­са­тель­ным плос­ко­стям в точ­ках со­при­кос­но­ве­ния стерж­ня и чащи, а ра­вен­ством нулю рав­но­дей­ству­ю­щих всех сил, дей­ству­ю­щих на стер­жень, и суммы вра­ща­тель­ных мо­мен­тов этих сил от­но­си­тель­но вы­бран­ной оси.

Алексей

Доб­рый день!

Пол­но­стью со­гла­сен со всем выше ска­зан­ным. Ре­ше­ние сей­час не­мно­го пе­ре­прав­лю. Оно было на­пи­са­но таким об­ра­зом, по­то­му что ино­гда под си­ла­ми ре­ак­ции по­ни­ма­ют сумму нор­маль­ной силы ре­ак­ции опоры (ко­то­рая при­сут­ству­ет в дан­ной за­да­че) и силы тре­ния между со­при­ка­са­ю­щи­ми­ся по­верх­но­стя­ми (ко­то­рой здесь нет). Это про­сто во­прос тер­ми­но­ло­гии, так как обе силы опи­сы­ва­ют по сути одно и тоже и имеют одну и туже при­ро­ду.

Гость 01.05.2013 17:51

Доб­рый день, Алек­сей! С пе­ре­прав­лен­ным ре­ше­ни­ем со­гла­сен. Спа­си­бо за свое­вре­мен­ную ре­ак­цию.