Feladat: 311. fizika gyakorlat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Gémesi Levente ,  Kruchió Gábor 
Füzet: 1974/február, 83 - 84. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Erők forgatónyomatéka, Nyomóerő, kötélerő, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1973/október: 311. fizika gyakorlat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A rúd csak akkor lehet egyensúlyban, ha a rá ható erők eredője 0. Nézzük meg, milyen erők hatnak a rúdra. Függőlegesen lefelé a felezőpontban hat 10 kp nagyságú súlyerő, a rúd talajon levő végére hat függőlegesen felfelé Fn nagyságú nyomóerő (mivel súrlódás nincs, a talaj függőleges irányú erőt gyakorol a rúdra), és a kötél irányában ható F=6 kp nagyságú erő. Ezek az erők csak akkor lehetnek egyensúlyban, ha a kötélerő vízszintes összetevője 0, hiszen a másik két erő vízszintes komponense is 0. Tehát egyensúly esetén a rúdhoz erősített kötéldarab függőleges kell, hogy legyen.

 


 

Másrészt a rúd egyensúlyához szükséges, hogy a rúdra ható erők pl. 0 pontra vonatkozó forgatónyomatékainak összege nulla legyen, azaz
10k=6⋅2k=12k
legyen (l. az ábrát), ez csak k=0 esetén lehetséges. Más szóval a rúd csak függőleges helyzetben lehet egyensúlyban. Ilyen helyzetben valóban létrejön az egyensúly: a rúd rövidebb, mint a h távolság és az ábra alapján feltehető, hogy a 6 kg-os tömeg még nem éri el a talajt. Ekkor a talaj 4 kp erővel nyomja a függőleges helyzetű rudat. Tehát úgy jön létre egyensúly, hogy a 6 kg-os tömeg addig süllyed, amíg a rúd vége a talajon csúszva a rúd és a rúdhoz erősített kötéldarab függőleges helyzetbe nem kerül.
 

 Gémesi Levente (Aszód, Petőfi S. Gimn., I. o. t.)
 

Megjegyzés. Ha a kötél olyan hosszú, hogy az m=6 kg tömegű test előbb leér a földre, minthogy a rúd felvenné a függőleges helyzetet, akkor a rúd ferde helyzetben lesz egyensúlyban, a rúdhoz erősített kötéldarab függőleges. A 6 kg tömegű testet 1 kp erővel nyomja a talaj, a rudat pedig 5 kp erővel nyomja.
 

 Kruchió Gábor (Békéscsaba, Rózsa F. Gimn., I. o. t.)