Качественные задачи по физике в средней школе и не только… (Тульчинский) - страница 50

проходит выше линии CO, в этом случае машина начнет опрокидываться. Момент действует по часовой стрелке, если сила F проходит ниже линии CO, в этом случае машина пройдет поворот. Направление силы F определяется величиной центробежной силы, а та, в свою очередь, зависит от того, с какой скоростью машина проходит поворот (чем больше скорость, тем больше центробежная сила) и каков радиус поворота (в более крутом повороте центробежная сила больше).

Все сказанное выше верно и для обычного грузовика, и для цистерны. Разница между ними – в положении центра тяжести. Центр тяжести грузовика находится посредине независимо от того, движется ли грузовик прямо или поворачивает. У цистерны, если она заполнена не под завязку, жидкость в повороте под действием сил инерции смещается в сторону, противоположную повороту, и смещает туда же центр тяжести автомобиля, причем это смещение тем больше, чем больше центробежная сила. Смещение центра тяжести изменяет положение линии CO, и опрокидывающий момент возникает при меньшем значении центробежной силы (рис. 69).

Рис. 69

По этой причине водитель цистерны проходит повороты более медленно: он снижает величину центробежной силы и смещение центра тяжести.

62. «Дайте мне точку опоры!»

Предложенные варианты – зеркальное отражение друг друга, так что нам достаточно взять любой из них и понять, сдвинется ли первым нужный нам ящик под действием силы T, приложенной к длинному концу черенка. Для определенности возьмем левый из вариантов, предложенных в условии задачи, – он крупно показан на рис. 70. (Для второго варианта рассуждения будут такими же – но «в зеркальном отражении».)

Черенок выступает в роли рычага. Рычаг давит на оба ящика, а ящики, по третьему закону Ньютона, ответно давят на рычаг с такими же по величине, но направленными в противоположную сторону силами.

Рис. 70

Сдвинуться ящикам не дает сила трения покоя, у которой есть предельное значение. С ростом силы T пропорционально растут и силы, приложенные к ящикам. Первым сдвинется тот ящик, к которому приложена бóльшая сила. Значит, нам необходимо определить, какая сила больше: F_>1 или F_>2.

Допустим, опорой рычага выступает точка P. Тогда сила F_>1 приложена в точке опоры, так что ее плечо равно нулю; плечо силы F_>2 равно длине участка PQ; а плечо силы T равно всей длине рычага.

Если же опорой рычага считать точку Q, то теперь уже сила F_>2 приложена в точке опоры, так что ее плечо обращается в нуль; плечо силы F_>1 равно длине участка PQ; а плечо силы T равно длине участка QR. Во втором случае плечо силы