问题 填空题

如图所示,粗细和质量分布都均匀的呈直角的铁料aob质量为12kg,ao、ob两段长度相等,顶点o套在光滑固定轴上使直角铁料能绕o轴在竖直平面内转动,a端挂有质量为9kg的物体P,ao与竖直方向成37°角,则P对地面的压力大小是______,要使P对地面的压力为零,至少在b端上施加力F=______.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

答案

两边的重心分别在中点,质量之比等于长度之比,则

两边重力之比:Ga:Gb=mag:mbg=1:1,

左边重力力臂:

La=

1
2
ob×cos37°,

右边重力力臂:

Lb=

1
2
oa×sin37°,

由杠杆平衡条件可知:

T×oa×sin37°+Ga×La=Gb×Lb

代入数据的:T=10N

以P为研究对象,根据平衡条件:N=mg-T=90-10=80N

根据牛顿第三定律P对地面的压力大小是80N;

要使P对地面的压力为零,根据杠杆平衡条件:

mpg×oa×sin37°+Ga×La=Gb×Lb,+F×ob×cos37°

得:F=48N

故答案为:80;48.

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