РУҚА
26

Решение: Реакция стенки на стержень

ЕГЭ · Физика · Задание 26 · Динамика и гравитация
ПовышеннаяФИПИF9BE3EРазвёрнутое решение≈ 6 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Невесомый стержень длиной $3\ \text{м}$, находящийся в ящике с гладкими дном и стенками, составляет угол $45^\circ$ с вертикалью. К стержню на расстоянии $1\ \text{м}$ от его правого конца подвешен на нити шар массой $3\ \text{кг}$. Каков модуль силы реакции опоры $\vec{N}$, действующей на стержень со стороны левой стенки ящика?

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

Рассмотрим равновесие стержня. Удобно вычислить моменты сил относительно точки соприкосновения стержня с дном: реакция дна тогда момента не создаёт.

$$M_O(N)=M_O(mg)$$
2

Плечо силы реакции левой стенки равно вертикальной высоте верхнего конца стержня над дном.

$$l_N=3\sin 45^\circ$$
3

Плечо силы тяжести равно горизонтальному расстоянию от точки подвеса шара до нижнего конца стержня. Это расстояние соответствует отрезку длиной $1\ \text{м}$, отложенному от правого конца стержня.

$$l_{mg}=1\cos 45^\circ$$
4

Из условия равновесия моментов найдём реакцию стенки.

$$N\cdot 3\sin 45^\circ=mg\cdot 1\cos 45^\circ$$

Так как $\sin 45^\circ=\cos 45^\circ$, а $m=3\ \text{кг}$ и $g=10\ \text{Н/кг}$, получаем численное значение силы.

$$N=\frac{mg}{3}=\frac{3\cdot 10}{3}=10\ \text{Н}$$
Ответ

Модуль силы реакции левой стенки: $N=10\ \text{Н}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Неверно выбирать плечо силы тяжести, принимая его равным $2\ \text{м}$ вместо $1\ \text{м}$.

Использовать длину стержня как плечо силы без учёта угла наклона.

Не учитывать, что момент реакции дна относительно точки её приложения равен нулю.

Закрепить приёмВ теме «Динамика и гравитация» ещё 238 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 26 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Динамика и гравитация»: в ней 239 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.