2.8.35∗. Центр масс холодильника находится на высоте $h$ от пола посередине между опорами, расстояние между которыми равно $l$. Задние опоры — колесики с пренебрежимо малым трением в осях, передние опоры — неподвижные выступы, коэффициент трения которых о пол равен $µ$. Если к холодильнику на уровне его центра масс приложена горизонтальная сила $F$, то холодильник начинает сдвигаться назад, в сторону колесиков. Какую горизонтальную силу нужно приложить на том же уровне в противоположном направлении, чтобы сдвинуть холодильник вперед?
К задаче $2.8.35$
Решение
Запишем уравнние статики для горизантали(когда ускорение равно нулю):
$$F=\mu N_1$$
$N_1$ - сила реакции передней опоры.
Запишем уравнеие статики для вращения относительно колес: $$Fsin\alpha *R+N_1*l=mgsin\beta*r$$
Плечо приложения силы: $$R=\sqrt{l^2+h^2}$$
Угол между плечом и силой:
$$sin\alpha=\frac{h}{R}$$
Таким образом(в данном случае $h$ будет чем-то вроде "прицельного параметра" из раздела гравитации):
$$Rsin\alpha=h$$
То же самое, делаем с рычагом веса:
$$rsin\beta=\frac{l}{2}$$
Отсюда:
$$\frac{mgl}{2}=F\frac{l+\mu h}{\mu}$$
Запишем уравнение статики по горизантали для второго случая:
$$F'=\mu N_2$$
Запишем уравнение статики вращения относительно колес: