Домашние задания: Физика

Физика. Можете объяснить почему точка опоры находится здесь?

Почему в подвижном блоке точка опоры находится в этом месте (обозначено на рисунке красным кружком)?
Точка опоры - обычно это точка, относительно которой происходит вращение рычага. Как говорил Архимед, дайте мне точку опоры - и я переверну Землю. На рисунке красная точка - это точка, относительно которой вращается блок. Это мгновенная ось вращения. Сама воображаемая ось располагается перпендикулярно плоскости рисунка (торчит к нам или от нас). Относительно этой оси (в плоскости рисунка - относительно этой точки) рисуются и рассчитываются плечи рычага. Рычаг здесь - это воображаемый отрезок, идущий горизонтально через красную точку, через центр окружности и через точку касания каната справа блока. Силы и их плечи: 1) в красной точке (точка опоры) - сила T (натяжение нити-каната) вверх; 2) в центре окружности - вес груза Р, направление вниз; 3) самая правая точка окружности - сила Т вверх. В идеале силы натяжения нити равны Т и равны между собой по модулю и равны Р/2. Я не написал про плечи сил. Это зависит от выбора оси вращения. Если ось вращения - красная точка, то плечо в красной точке равно нулю, в центре окружности равно R, в правой точке равно 2R. Подробности смотрите в учебниках. У блока ось вращения - это мгновенная ось вращения, её положение меняется, но она всегда на этом рисунке слева, это точка касания (контакта) каната с блоком. (Мгновенная ось вращения велосипедного колеса - это точка контакта колеса с землёй, тоже постоянно меняется; относительно неё всё вращается: ось колеса вращается с частотой омега, радиус-вектор равен R колеса, скорость равна v; верхняя точка колеса вращается с частотой омега, радиус-вектор равен 2R = диаметру колеса, скорость равна 2v). Выбор оси вращения в задаче про блок и рычаг зависит от того, что Вам нужно: момент сил относительно некой оси, проходящей через точку (линию) приложения силы равен нулю, ибо плечо = 0. Выбор оси вращения в задаче про блок и рычаг может быть любым, хоть за 4 диаметра блока, и не обязан совпадать с осью колеса или красной точкой рисунка.
Михаил Стребков
Михаил Стребков
10 431
Лучший ответ
Точка опоры может быть в любом месте. Её положение выбирают из соображений удобства. Обычно её располагают на линии действия неизвестной и ненужной для решения силы. Её можно было бы расположить справа. Если расположить внизу, то не получим ничего для веса блока Р.
Если грубо говорить, это точка пока не принимающая силы трения. Формально нагрузка на канат действительно в этом месте, хотя так грубо нельзя считать