§ 20. Сложение сил
Необходимо знать:
Основная задача статики. Сложение сил, приложенных к одной точке твердого тела, к разным его точкам. Сложение параллельных сил, антипараллельных сил. Пара сил. Условие равновесия тела, не имеющего оси вращения.
Повторить:
Законы Ньютона. Сложение векторов. Теорема косинусов, теорема Пифагора.
Вопросы для самоконтроля:
- От чего зависит результат действия силы на материальную точку? на твердое тело?
- Можно ли переносить силу параллельно самой себе в любую точку твердого тела?
- Как находится равнодействующая нескольких сил, приложенных в одной точке? В каком случае две силы, приложенные к разным точкам тела, можно заменить их равнодействующей?
- Где находится точка приложения равнодействующей двух параллельных одинаково направленных сил? проти-воположно направленных сил? Чему равны модули равнодействующей этих сил?
- В каком случае две параллельные противоположно направленные силы можно заменить одной?
- Что значит "тело находится в равновесии"?
- Какие движения может совершать тело при компенсации действующих сил? Что можно сказать о его скорости и ускорении?
- Мальчик, двигаясь равномерно, тянет за веревку санки. Какая сила уравновешивает силу трения санок о снег?
- Почему нельзя натянуть веревку строго горизонтально?
- Что легче: удерживать тело на наклонной плоскости или поднимать его равномерно вдоль нее?
Задачи
20.1. Две силы по 1,42 Н каждая приложены к одной точке тела под углом 60° друг к другу. Под каким углом надо приложить к той же точке тела две силы по 1,75 Н каждая, чтобы действие их уравновешивало действие первых двух сил?
20.2. Груз массой 10 кг подвешен к кронштейну АВС (рис. 48), у которого АС = 150 мм, ВС = 250 мм. Определить силы упругости стержня АС и подкоса ВС.
20.3. Фонарь массой 20 кг подвешен на двух одинаковых тросах, угол между которыми 120° (рис. 49). Найти силы натяжения тросов.
20.4. С какой минимальной силой, направленной горизонтально, надо прижать плоский брусок к стене, чтобы он не соскользнул вниз? Масса бруска 0,5 кг, коэффициент трения 0,1.
20.5*. Тело массой 5 т находится на наклонной плоскости длиной 8 м и высотой 3 м. Какую силу надо приложить к телу, чтобы удержать его на плоскости? Силу направить:
- параллельно наклонной плоскости;
- горизонтально.
Коэффициент трения принять равным 0,02.
20.6. Могут ли силы, равные 10 и 14 Н и приложенные в одной точке, дать равнодействующую, составляющую 2, 4, 10, 24, 30 Н?
20.7. Груз массой 60 кг висит на двух тросах (рис. 50), угол AВС равен 120°. Определить силы, действующие на тросы.
20.8. Груз в форме куба массой 12 кг зажат между двумя вертикально расположенными плоскими колодками. Коэффициент трения между колодками и грузом 0,3. При каких наименьших силах, прижимающих колодки к грузу, последний не будет скользить вниз?
20.9. Концы резинового жгута длиной 1 м закреплены так, что точки крепления находятся на одной горизонтали. Если к середине жгута подвесить груз массой 2 кг, точка подвеса опустится на 0,2 м ниже этой горизонтали. Определить жесткость жгута.
20.10*. С какой силой надо прижать брусок к наклонной плоскости, чтобы он оставался в равновесии? Масса бруска 2 кг, длина наклонной плоскости 1 м, ее высота 60 см, коэффициент трения 0,4.
Звездочкой (*) помечены более оригинальные и сложные задания.
