
Egy \(L = 1,5\ \mathrm{m}\) hosszú, \(M = 2\ \mathrm{kg}\) tömegű rudat két harmadoló pontjában támasztunk alá az ábrán látható módon.
$\left(g=9,8\ \mathrm{\displaystyle{{m}\over {\ s^2}}}\right)$
a) Legfeljebb mekkora $m$ tömegű, pontszerű testet tehetünk a rúd szélére, hogy az még ne billenjen le?
$m=1\ \mathrm{kg}$
Adatok:
$L=1,5\ \mathrm{m}$
$M=2\ \mathrm{kg}$
$g=9,8\ \mathrm{\displaystyle{{m}\over {\ s^2}}}$
a) A jobb oldali (tehát az $m$ tömegű testtel terhelt oldalon lévő) alátámasztási pontra vonatkozó forgatónyomaték‑egyensúly helyes felírása:
6 pont
(bontható)
A forgatónyomaték‑egyenletnek bármely helyes felírása elfogadható, pl.
$$M\cdot g\cdot {{L}\over {6}}=m\cdot g\cdot {{L}\over {3}}$$
vagy
$${{2M}\over {3}}\cdot g\cdot {{L}\over {3}}=m\cdot g\cdot {{L}\over {3}}+{{M}\over {3}}\cdot g\cdot {{L}\over {6}}$$
Két pontot ér, ha a vizsgázó világosan jelöli (rajzon vagy írásban), hogy a jobb oldali alátámasztásra, mint forgáspontra kell az egyenletet felírni, a mérlegegyenlet egy‑egy helyesen felírt oldala 2‑2 pontot ér.
Az egyenlet rendezése és a keresett tömeg meghatározása:
2 + 1 pont
$$m={{M}\over {2}}$$
azaz
$$m=1\ \mathrm{kg}$$
b) Mekkora erő hat az alátámasztási pontokra ekkor?
A bal oldali alátámasztási pontra nem hat erő.
A jobb oldalira $29,4\ \mathrm{N}$ erő hat.
b) A két alátámasztási pontra ható erő meghatározása:
3 + 3 pont
A bal oldali alátámasztási pontra nem hat erő (3 pont).
A jobb oldalira
$$\left(M+m\right) \cdot g=29,4\ \mathrm{N}$$
erő hat (3 pont).
Összesen: 15 pont