Question

高中物理，力矩题

水平放置轻杆,中点C处悬挂一重物G,A端用绳拉住，B端只靠摩擦力支持。已知滑动摩擦系数为0.4，则要维持平衡状态α角不应该超过多少？

Answer 1

设杆AB长为L,杆受以下个力：
重力mg，向下；
绳拉力F，沿绳斜向上：
墙在B点对杆的支撑力N，向右；
墙在B点对杆的静摩擦力f，向上。
平衡的条件：
（一）垂直方向受力平衡：
f+Fsinα=G........(1)
（二）水平方向受力平衡：
N=Fcosα........（2）
（三）力矩平衡：
fL=GL/2，即f=G/2........(3)
FLsinα=GL/2，即F=G/(2sinα)........(4)
（四）摩擦力平衡
f≤μN=0.4N........(5)
由（3）,f=G/2，由（1）、（2）、（3）,N=Fcosα=G/(2sinα）*cosα=G/(2tanα)，代入（5）得：
G/2≤0.4*G/(2tanα）
tanα≤0.2
α≤arctan0.2

Answer 2

就是两边平衡啦,一个拉力分为两个方面,一个和摩擦力平衡,一个和这个重物平衡啦,就是设杆长为L,这个力为F,得出Fsinα=o.4mg,FcosαL=1/2mgL，由这个式子就可以算出来啦~~~