2.1.5. Какая сила действует в поперечном сечении однородного стержня длины $l$ на расстоянии $x$ от того конца, к которому вдоль стержня приложена сила $F$?
Решение
Силы действующие маленький участок
Если рассматривать стержень массой $m$ как единое целое, то он будет двигаться с ускорением
$$a = \frac{F}{m}$$
Т.к. стержень нерасстяжим, то ускорение всех его частей одинаково и равно $a$
Рассмотрим малый участок стержня длины $dx$ и массы $dm$. Т.к. стержень однородный
$$dm = m \frac{dx}{l}$$
Запишем второй закон ньютона для этого участка.
$$a\, dm = F(x+dx) - F(x)\tag{1}$$
Где $F(x+dx)$ и $F(x)$ сила взаимодействия вместе с соседями
Проинтегрируем выражение $(1)$ по горизонтальной координате $x$: