如图所示,一个半径为R,重为G的均匀圆柱体,现在其边缘上作用一拉力,使它能滚上高为h的台阶,则拉力应作用于哪一点沿哪个方向才能最省力?最小拉力为多大?

如图所示,一个半径为R,重为G的均匀圆柱体,现在其边缘上作用一拉力,使它能滚上高为h的台阶,则拉力应作用于哪一点沿哪个方向才能最省力?最小拉力为多大?
物理人气:893 ℃时间:2019-12-12 02:22:01
优质解答
如图所示,
使圆柱体滚上台阶,拉力最小时,力臂应最长,即为圆柱体的直径AB=2R,
方向垂直于过A点的直径斜向上,那么重力的力臂为AC,
AC=
OA2-OC2
=
R2-(R-h)2

=
2Rh-h2

再由杠杆平衡条件,得F•2R=G•AC,
∴F=
G
2R
2Rh-h2

答:拉力应作用在垂直于地A点的直径斜向上,最小拉力为F=
G
2R
2Rh-h2
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