12.6
Stellen Sie sich einen 100 m langen Stab AB mit einem Gewicht von 10 N vor, der an einer Wand im Punkt A schwenkbar ist. Hängen Sie ein Objekt mit dem Gewicht w am Punkt Q, 70 m vom Punkt A entfernt, und eine Federwaage mit einer Kraft von 26 N vom Punkt B auf. Um das System auszugleichen, wie hoch sollte nun das Gewicht des schwebenden Objekts sein?
Um dieses Problem zu lösen, erstellen Sie zunächst ein Modell des Stabsystems, das von seiner Umgebung getrennt ist.
In einem Freikörperdiagramm wirken die Reaktionskräfte am Punkt A, während eine Kraft von 10 N am Punkt P, dem Schwerpunkt des Stabes, nach unten wirkt. Im Punkt B wirkt eine Kraft von 26 N nach oben, während das Gewicht w im Punkt Q nach unten wirkt. Hier müssen wir das Gewicht w des schwebenden Objekts bestimmen, um das System auszugleichen.
Unter Verwendung der Gleichgewichtsbedingungen und Auswahl des Punktes A als Referenz ist die Summe der Drehmomente im Uhrzeigersinn gleich der Summe der Drehmomente in Richtung gegen den Uhrzeigersinn. Durch Einsetzen der Werte in der Gleichung wird das unbekannte Gewicht bestimmt.
Ein starrer Körper ist im statischen Gleichgewicht, wenn die resultierende Kraft und das resultierende Drehmoment, die auf das System wirken, null sin…
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