Để giải bài toán này, chúng ta cần phân tích các lực và mô men tác động lên thanh chắn đường AB.
**a) Tìm P1 để thanh có thể cân bằng theo phương nằm ngang:**
Để thanh AB cân bằng, tổng mô men quanh điểm O phải bằng 0. Ký hiệu:
- Trọng lượng của thanh
AB:
WAB=35N- Đối trọng tại A:
P1- Khoảng cách từ O đến A:
OA=0.5m- Khoảng cách từ O đến B:
OB=4.0m−0.5m=3.5mTrọng lượng thanh
AB sẽ tác động vào trung điểm của nó, tức là tại điểm giữa A và B (cách A một khoảng
2m).
Tính mô men của các lực quanh O:
1. Mô men của trọng lượng thanh
AB:
MWAB=WAB×(OA+AB2)=35×2=70Nm
2. Mô men của đối trọng
P1:
MP1=P1×OA=P1×0.5m
Để thanh cân bằng, mô men do trọng lượng thanh phải bằng mô men do đối trọng:
P1×0.5=70
P1=700.5=140N
Vậy
P1 để thanh cân bằng theo phương nằm ngang là **140 N**.
**b) Tính áp lực của thanh lên chốt ngang khi thanh cân bằng (với P1 = 140 N):**
Khi thanh ở trạng thái cân bằng, việc tính toán áp lực của thanh lên chốt ngang cũng cần xem xét lực tổng tác dụng lên chốt. Đây là tổng của trọng lượng thanh
AB và đối trọng
P1:
Lực tổng cộng tại chốt:
F=WAB+P1=35N+140N=175N
Áp lực của thanh lên chốt sẽ là tổng lực này, tức là:
Áp lực
Fchốt=175N.
Vậy, áp lực của thanh lên chốt ngang khi thanh cân bằng là **175 N**.