Вопрос задан 02.07.2026 в 23:28. Предмет Физика. Спрашивает Пономарева Полина.

Груз упал с высоты 90 см на консоль — свободный конец упругой балки, заделанной другим концом в стену. Каким будет при этом максимальный прогиб балки, если тот же груз, положенный на её конец, вызывает прогиб 5 см?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Рубчинский Максим.

Пусть статический прогиб от груза равен

δ=5 см=0,05 м.\delta = 5\text{ см}=0{,}05\text{ м}.

При медленном укладывании груза на конец балки сила тяжести PP вызывает прогиб δ\delta. Значит, жёсткость балки в точке приложения груза:

k=Pδ.k=\frac{P}{\delta}.

При падении груз проходит не только высоту h=90 см=0,9 мh=90\text{ см}=0{,}9\text{ м}, но и дополнительно опускается на величину максимального прогиба xx. Потенциальная энергия груза переходит в энергию упругой деформации балки:

P(h+x)=kx22.P(h+x)=\frac{kx^2}{2}.

Подставим k=P/δk=P/\delta:

P(h+x)=P2δx2.P(h+x)=\frac{P}{2\delta}x^2.

Сокращаем PP:

h+x=x22δ.h+x=\frac{x^2}{2\delta}.

Или

x22δx2δh=0.x^2-2\delta x-2\delta h=0.

Положительный корень:

x=δ+δ2+2δh.x=\delta+\sqrt{\delta^2+2\delta h}.

Подставляем числа:

x=0,05+0,052+20,050,9.x=0{,}05+\sqrt{0{,}05^2+2\cdot0{,}05\cdot0{,}9}. x=0,05+0,09250,354 м.x=0{,}05+\sqrt{0{,}0925}\approx0{,}354\text{ м}.

Следовательно, максимальный прогиб балки будет примерно

35,4 см.\boxed{35{,}4\text{ см}}.

Это примерно в 7,17{,}1 раза больше статического прогиба в 5 см.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос