Question

高一物理竞赛题 力与平衡求助 求详解 临界值到底怎么求 依据是什么

一扇形摇椅的底腿半径为1m，顶角为60°，重为100N，重心C离其顶点O的距离为0.5，今在O点作用一水平力P.
问当P逐渐增大时，摇椅先翻还是先滑动（分别分摩擦因数U=0.2和0.3两种情况考虑），如果先滑动，此时OD与铅垂线成何角度？如果先翻倒，此时摩擦力多大？

Answer 1

设转过的角度为θ。
受力平衡条件：F=f;G=N
F、f构成一力偶：P1=FR
G、N构成一力偶：P2=GR/2sinθ
转动平衡条件为：FR=GR/2sinθ
不翻倒的条件：θ<30°，f=F<0.25G
不滑动的条件：F=f<μG

Answer 2

当u=0.2时，先滑动
当u=0.3时，先翻
如果先滑动，此时OD与铅垂线成30°
如果先翻倒，此时摩擦力为25N