某工地在冬季水利建设中设计了一个提起重物的机械,其中的一部分结构如图所示,OA是

简单机械 已结 1 382
苗条的可爱
苗条的可爱 2021-11-12 14:50

某工地在冬季水利建设中设计了一个提起重物的机械,其中的一部分结构如图所示,OA是一个均匀钢管,每米长度所受重力为30NO是转动轴;重物的质量m150kg,挂在B处,OB1m;拉力F作用在A点,竖直向上。为维持平衡,钢管OA为多长时所用的拉力最小?这个最小拉力是多少?

image.png

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1条回答
  •  刘彩姝
    刘彩姝 (最佳回答者)
    2021-11-13 08:43

    解析:

    由题意可知,杠杆的动力为F,动力臂为OA,阻力分别是重物G和钢管的重力G钢管,阻力臂分别是OBimage.pngOA

    重物的重力

    Gmg150kg×10N/kg1500N

    钢管的重力

    G钢管30N×OA

    由杠杆平衡条件F1L1F2L2可得:

    FOAGOB+G钢管image.pngOA

    FOA1500N×1m+30NOAimage.pngOA

    得:

    FOA1500+15•(OA2

    移项得:

    15•(OA2FOA+15000

    由于钢管的长度OA是确定的只有一个,所以该方程只能取一个解,

    因此应该让根的判别式b24ac等于0,因为当b24ac0时,方程有两个相等的实数根,即有一个解,

    F24×15×15000

    F2900000

    F300N

    F300N代入方程

    15•(OA2FOA+15000

    解得

    OA10m

    故,为维持平衡,钢管OA10m长时所用的拉力最小,这个最小拉力是300N


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