
(图自己画的,不好看)有一半圆支架,其中点挂一重力为G的物体。OA、OB为半圆上两绳,其中OA在半圆对称轴左边呈30°,OB可在轴右侧滑动且始终绷紧,与轴呈θ。问OB的最小拉力是多少?此时θ为多少?
解法一:设F(OA)=T1,F(OB)=T2
根据物体平衡可知,①cos30°T1+cosθT2=G,②sin30°T1=sinθT2
由②可得,T1=sinθT2/sin30°,带入①得
cos30°sinθT2/sin30°+cosθT2=G
(cos30°sinθ/sin30°+cosθ)T2=G
T2=G/(cos30°sinθ/sin30°+cosθ)
=sin30°G/(cos30°sinθ+cosθsin30°)
=sin30°G/sin(30°+θ)
当θ=60°时,sin(30°+θ)最大=1,此时T2最小=sin30°G=0.5G
解法二:因为物体平衡,所以重力与T2的合力的方向与T1相反且在同一直线上,如图:

根据三角形法则,将T2经行平移,如图

不难知,当T2'⊥T(合力)时,T2'最小,因为30°,所以T2=T2'=0.5G