Zadanie 2: Statyka bryły sztywnej

Arkusz
CKE Czerwiec 2024 · Czerwiec · 2024
Punkty
5 pkt
Dział
Bryła sztywna · Moment siły. I zasada dynamiki dla ruchu obrotowego
Trudność
Poziom trudności: średnie
Zadanie dotyczy wyznaczenia sił reakcji podpór działających na jednorodną belkę w stanie równowagi statycznej.

Treść zadania

Dana jest jednorodna, sztywna belka o masie m=120 kgm = 120\,\text{kg} i długości l=2,8 ml = 2,8\,\text{m}. Tę belkę przymocowano do dwóch pionowych podpór: PAP_A i PBP_B. Podpory PAP_A i PBP_B łączą się z belką w punktach AA i BB. Obie podpory są na sztywno przytwierdzone do poziomego podłoża. Mocowanie pojedynczej podpory do belki umożliwia jej obrót bez tarcia w płaszczyźnie pionowej. Gdy belka jest przymocowana do obu podpór, to utrzymuje się nieruchomo w pozycji poziomej. Odległość między punktami AA i BB wynosi ∣AB∣=1,0 m|AB| = 1,0\,\text{m}. Punkt środka masy belki oznaczono jako CC. Przyjmij, że belka spoczywa poziomo w inercjalnym układzie odniesienia, w jednorodnym, ziemskim polu grawitacyjnym. Siły, z jakimi podpory PAP_A i PBP_B działają na belkę w punktach AA i BB, oznaczymy – odpowiednio – jako FAF_A i FBF_B. Siłę ciężkości działającą na belkę oznaczymy jako FCF_C. Zadanie 2.1. (0–2) Na rysunku 2. narysuj i oznacz wektory sił FAF_A, FBF_B i FCF_C w opisanej sytuacji. Zachowaj odpowiednie kierunki i zwroty tych sił oraz relacje (większy, równy, mniejszy) między ich wartościami. Zadanie 2.2. (0–3) Przyjmij do obliczeń g=9,8 m/s2g = 9,8\,\text{m/s}^2. Oblicz FAF_A i FBF_B – wartości sił FAF_A i FBF_B. Zapisz obliczenia.

Odpowiedź i wynik końcowy

Wartości sił wynoszą: FA=1176 NF_A = 1176\,\text{N} (skierowana w górę), FB=2352 NF_B = 2352\,\text{N} (skierowana w dół).

Wideo-rozwiązanie krok po kroku

Obejrzyj publiczne rozwiązanie wideo na YouTube