Klub 44F - zadania XII 2011»Zadanie 528
o zadaniu...
- Zadanie pochodzi z artykułu Klub 44F - zadania XII 2011
- Publikacja w Delcie: grudzień 2011
- Publikacja elektroniczna: 1 grudnia 2011
Cienki, jednorodny pręt o długości
i masie
postawiono
pionowo na poziomym podłożu i zaczął się on przewracać bez poślizgu. Pręt
nie wygina się, a przy przekroczeniu w jakimkolwiek punkcie pewnej wartości
momentu siły zginającej
ulega złamaniu w tym punkcie. Obliczyć
minimalną wartość
niezbędną do tego, aby pręt nie złamał się przed
upadkiem. W którym punkcie pręt się złamie, gdy
ma wartość
nieco mniejszą?

jest momentem bezwładności pręta względem punktu
podparcia, wyznaczamy prędkość kątową pręta
w zależności od
kąta odchylenia od pionu
:
:
i masie
odległe od punktu podparcia o
i dla każdego z nich
wyznaczmy „siłę wyginającą”
tzn. prostopadłą do pręta składową
siły wywieranej przez dany element na sąsiednie. Jeśli dodatni zwrot tej siły jest
w stronę spadku pręta, to jest ona równa różnicy prostopadłej składowej siły
ciężkości
i iloczynu
przez prostopadłą składową
przyspieszenia:
Moment
siły zginającej pręt
w punkcie
jest równy sumie momentów sił
dla wszystkich
większych od
:
występuje tuż przed upadkiem
i w punkcie
Wynosi ona