问题
问答题
当若干相同铁塔等高、等距时，可将之视为如图所示的结构模型．已知铁塔（左右对称）质量为m，塔基宽度为d．相邻铁塔间输电线的长度为L，其单位长度的质量为m0，输电线顶端的切线与竖直方向成θ角．已知冰的密度为ρ，设冰层均匀包裹输电线上，且冰层的横截面为圆形，其半径为R（输电线的半径可忽略）．
（1）每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大多少？
（2）被冰层包裹后，输电线在最高点、最低点所受的拉力大小分别为多少？
答案
（1）输电线冰层的体积V冰=πR2L
由对称关系可知，塔尖所受压力的增加值等于
一根导线上冰层的重力，即
△N=ρV冰g=πρR2Lg
（2）输电线与冰层的总质量M'=m0L+πρR2Lg，
输电线受力如图甲所示．
由共点力的平衡条件，得2F1cosθ=m0Lg+πρR2Lg
输电线在最高点所受的拉力 F1=
Lg m0+πρR2 2cosθ
半根输电线的受力如图乙所示．
由共点力的平衡条件，得F2=F1sinθ
输电线在最低点所受的拉力F2=
Lgtanθ．m0+πρR2 2
答：（1）每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大πρR2Lg；
（2）被冰层包裹后，输电线在最高点、最低点所受的拉力大小分别为
Lgtanθ．m0+πρR2 2