Условие
2.8.10.
Гладкий тонкий обруч массы m висит у стенки на одном гвозде (A)
и опирается на другой (B). Радиус, проведенный к гвоздю A из центра обруча,
образует угол \alpha с вертикалью. Радиус же, проведенный к гвоздю B, образует
угол \beta с вертикалью. Найдите, с какой силой действует обруч на каждый гвоздь
К задаче $2.8.10$
Решение
К задаче $2.8.10$
$$\vec{N_B} +\vec{N_A} +\vec{mg} =0$$
Находим угол между горизонтом и силой в точке В:
$$\theta+\frac{\pi} {2}+(\pi+\beta)=\pi$$
$$\boxed{\theta=\beta-\frac{\pi}{2}}$$
Уравновешиваем силы на оси Х:
$$N_B\cos\theta=N_A\sin\alpha$$
$$\cos\theta=\cos(\beta-\frac{\pi} {2})=\cos\beta\cos\frac{\pi}{2}+\sin\beta\sin\frac{\pi}{2}=\sin\beta$$
$$N_B\sin\beta=N_A\sin\alpha$$
$$N_B=N_A\frac{\sin\alpha} {\sin\beta}$$
Уравновешиваем силы на оси У:
$$N_B\sin\theta+N_A\cos\alpha=mg$$
$$\sin\theta=\sin(\beta-\frac{\pi} {2})=\sin\beta\cos\frac{\pi}{2}-\sin\frac{\pi}{2}\cos\beta=-\cos\beta$$
$$N_A\cos\alpha-N_B\cos\beta=mg$$
$$N_A\cos\alpha-N_A\frac{\sin\alpha} {\sin\beta} \cos\beta=mg$$
$$N_A(\frac{\sin\beta\cos\alpha-\sin\alpha\cos\beta}{\sin\beta}) =mg$$
$$N_A\frac{\sin(\beta-\alpha)} {\sin\beta} =mg$$
$$\boxed{N_A=mg\frac{\sin\beta} {\sin(\beta-\alpha)}}$$
$$N_B=mg\frac{\sin\beta} {\sin(\beta-\alpha)}\cdot \frac{\sin\alpha}{\sin\beta}$$
$$\boxed{N_B=mg\frac{\sin\alpha} {\sin(\beta-\alpha)}}$$
Ответ
$$N_A=mg\frac{\sin\beta} {\sin(\beta-\alpha)}$$
$$N_B=mg\frac{\sin\alpha} {\sin(\beta-\alpha)}$$