Какую минимальную горизонтальную силу F надо приложить к оси колеса, чтобы оно могло подняться на ступень? Силу трения не учитывать
Нагуглил такое решение, все остальное очевидно, но не понятно почему в момент начала вращения момент силы F должен быть равен моменту силы mg. Объясните, пожалуйста
Помимо F и mg, на колесо действует сила реакции со стороны ребра ступеньки, которая неизвестна. Её в принципе можно вычислить. Но можно и не вычислять, если использовать моменты относительно точки касания (момент этой силы равен нулю, ибо она проходит через точку касания).
На самом деле вы правы: при приложении ровно вычисленной в решении силы колесо будет в равновесии. Но достаточно превысить это значение на сколь угодно малую величину - и колесо вкатится на ступеньку. С точки зрения строгой математики у множества вкатывающих сил нет минимального значения. Но физики - ребята простые, от сохи..
Решение не надо "нагугливать". Его надо ПРИДУМАТЬ - иначе пропадет весь смысл задания.
А как узнать силу? Нарисовать эскиз, и с помощью теорем геометрии определить, как относится вертикальный катет треугольника к горизонтальному. Вот так же должны соотноситься и вес колеса с прикладываемой силой.
Потому что твоя сила вращает колесо, а mg ей препятствует.
На колесо действуют 4 силы: сила тяжести, движущая горизонтальная сила, реакция горизонтального пола, реакция ребра ступеньки. Первые две силы сохраняются всё время; в момент отрыва от пола - без этого подъём на ступеньку не был бы возможным - третья сила, разумеется, и момент от неё, становятся равными нулю. Если бы трение имело место, линия действия четвёртой силы зависело бы от коэффициента трения; но по условию трения нет и потому линия действия этой силы проходит через центр колеса: благодаря этому и эта сила не создаёт момента, действующего на колесо. Таким образом, моменты, действующие на колесо, создают лишь первые две силы...
Какую минимальную горизонтальную силу F надо приложить к оси колеса, чтобы оно могло подняться на ступень? Силу трения не учитывать
