schoolМатематика
verifiedРешено AI
Решение задачи: Нахождение натяжения троса T_AB
help_outlineУсловие задачи
lightbulbКраткий ответ
Натяжение троса T_AB определяется из условия равновесия моментов сил, действующих на тело. Для расчета необходимо учесть силы тяжести и внешнюю силу F.
Подробное решение
Дано:
\(G = 12\) кН
\(F = 10\) кН
\(a = 0,2\) м
Найти: \(T_{AB}\) (натяжение троса)
Решение:
Для нахождения натяжения троса \(T_{AB}\) (на рисунке обозначен вектором \(\vec{G}\) в верхней правой части, что подразумевает силу реакции или натяжения в этой точке) составим уравнение моментов сил относительно оси \(Ox\).
Согласно условию равновесия, сумма моментов всех сил относительно любой оси должна быть равна нулю:
\[ \sum M_x = 0 \]
Рассмотрим силы, создающие момент относительно оси \(Ox\):
1. Сила тяжести \(G = 12\) кН. Она приложена в центре тяжести параллелепипеда. Плечо этой силы относительно оси \(Ox\) равно половине ширины тела по оси \(Oy\), то есть \(1,5a\). Сила направлена вниз, создает момент по часовой стрелке (если смотреть с положительного направления оси \(x\)).
2. Сила \(F = 10\) кН. Она направлена параллельно оси \(Oy\). Ее линия действия пересекает ось \(z\), а плечо относительно оси \(Ox\) равно высоте приложения силы, то есть \(1,5a\).
3. Натяжение троса \(T_{AB}\) (обозначено в углу). Сила направлена вертикально вверх. Плечо этой силы относительно оси \(Ox\) равно всей ширине тела по оси \(Oy\), то есть \(3a\).
Составим уравнение моментов относительно оси \(Ox\):
\[ T_{AB} \cdot 3a - G \cdot 1,5a + F \cdot 1,5a = 0 \]
Разделим все уравнение на \(1,5a\) (так как \(a \neq 0\)):
\[ 2 \cdot T_{AB} - G + F = 0 \]
Выразим \(T_{AB}\):
\[ 2 \cdot T_{AB} = G - F \]
\[ T_{AB} = \frac{G - F}{2} \]
Подставим численные значения:
\[ T_{AB} = \frac{12 - 10}{2} = \frac{2}{2} = 1 \text{ кН} \]
Ответ: 1 кН.