Трое несут бревно, один ушел, насколько увеличилась нагрузка на оставшихся?

Все трое одинакового роста и одинаковой силы, бревно равномерное по толщине. Нужно рассмотреть два варианта: 1) ушел средний, 2) ушел крайний.

2

Ответы (5):

5

Учитывая тот факт, что при переноске втроем, средний человек несет половину веса, а люди на краях одну четвертую, то если он уйдет, нагрузка на крайних увеличится вдвое. То есть каждый примет половину веса бревна.

Если же рабочее место покинет крайний, то бревно станет уравновешенно относительно центральной точки. А это значит, что весь вес примет центральный человек, а другой крайний будет "контактировать" с бревном с нулевым усилием.

И вот тогда, центральному в самый раз бросать бревно, пока кости целы. По этой причине все участники процесса несут бревно на одном плече (правом или левом). В случае "аварийной" ситуации, падающее бревно никому не сносит голову.

4

Если бревно уложить на три жестких опоры, то с учетом возможного прогиба последнего под собственным весом нагрузка распределится не равномерно, на среднюю опору половина, на крайние по 1/4 веса, как и следовало ожидать. Люди, несущие бревно, не жесткие опоры, следовательно, в данном варианте прогибаясь под весом, равномерно распределят нагрузку по 1/3 бревна на каждого. С уходом среднего, на каждого из двух оставшихся нагрузка увеличится на 1/6. Продемонстрировать правильность версии можно, положив, например металлический стержень на три пружинки. Они сожмутся все одинаково, так как средняя пружина не может сжаться больше крайних в связи с невозможность изгиба стержня.

Во втором варианте, все ясно: при уходе крайнего вся нагрузка ложится на плечо среднего, другому крайнему останется удерживать бревно в горизонтальном положении.

3

Не факт, что на среднего приходится половина, а на крайних по четверти веса бревна, так как балка на трех опорах статически неопределима. Но бревно не просто держат, его еще несут и здесь уже динамика, колебания. Появляются не только поперечные, но и продольные усилия. У короткого,толстого бревна прогибом можно пренебречь.

Можно исключить и неровность площадки, и даже заставить шагать вногу, и не допускать отрыва бревна от плеча, то есть прижимать его руками к плечу, наложить еще дополнительные условия задачи, но все равно в случае с тремя носильщиками невозможно посчитать нагрузку на каждого на ходу. Да и просто неподвижное бревно, лежащее на трех столбиках, никогда не будет известно как распределяется нагрузка, если только опоры не снабжены винтами для регулировки и динамометрами и, изменяя длину средней опоры, можно загрузить ее на любую нагрузеу от нуля до веса бревна.

Так и носильщики, которые имеют одинаковую силу, могут, теоретически, распределить ее поровну на троих. Именно для этого случая нагрузка на двоих крайних увеличится с одной трети, до одной второй, если уйдет средний. Если уйдет крайний, то вся, или почти вся нагрузка ляжет на среднего в случае, если его плечо подставлено строго под центром тяжести. И совсем худо будет для него, если он стоит ближе к крайнему, а крайний прижимает бревно к своему плечу, чтобы оно не поднималось. Тогда на среднего будет давить сила, большая, чем вес бревна.

1

Вот там в условии есть пункт - "все трое ... одинаковой силы". Что имелось ввиду? Что все прикладывают "одинаковую силу" при переноске? Тогда нагрузка, первоначально, распределится равномерно на троих - это задано условием!

Или убирайте это "неясное условие", или задайте его в корректном математическом виде!

(Видали мы такие нелогичные задачи...)

0

100%/3=33,(3)% веса бревна на каждого из трёх.

100%/2=50% веса бревна на каждого из двух.

50%-33,(3)%=~16,(6)% разница между первым и вторым случаем.

На счёт второго случая не согласен, средний человек пригнётся под весом бревна сильнее чем первый, по этому на первого придётся некоторый вес, отличный от нуля.

Related posts