Однородная сплошная балка массой M уравновешена на остроконечной опоре. Опору передвигают вправо на
длины балки (см. рис.). Какую силу F требуется приложить к концу A балки для сохранения равновесия?
1) Mg
2)
3)
4)
Одним из условий равновесия тела является равенство нулю полного момента всех внешних сил относительно любой точки. Рассмотрим вращающие моменты относительного нового положения точки опоры. На балку действует три силы: сила тяжести, сила реакции опоры (она не создает момента, так как ее плечо равно нулю) и внешняя сила Сила тяжести приложена к центру балки и вращает ее против часовой стрелки. Ее момент равен
Сила F должна вращать балку по часовой и ее момент равен (считая, что сила направлена вертикально)
Приравнивая моменты, получаем, что необходимая сила равна
Ответ: 3
Примечание.
В условие следовало бы добавить фразу, что сила F приложена вертикально. Либо потребовать найти минимальную силу, необходимую для того, чтобы удержать балку в положении равновесия. Либо сказать, что балка гладкая и между ней и опорой нет трения. В противном случае, решение не единственное.


Почему у силы F плечо 3L/4?
Сила приложена к концу
балки.