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两个完全相同的电线杆中间架着一根质量均匀的电缆.那为什么每根电线杆给电缆的支持力是电缆重量的一半?请解释得清楚,

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/27 07:23:23
两个完全相同的电线杆中间架着一根质量均匀的电缆.那为什么每根电线杆给电缆的支持力是电缆重量的一半?请解释得清楚,
另外,在上述题中,电缆两端所受的支持力是否是电缆中心受到的向上的支持里的分力?合力和分力必须有共同的作用点吗?
1L的回答很详细。但我也知道那个水平方向的拉力提供的是电缆的张力。但是我弄不明白的就是为什么电缆重力会平均分到两个电线杆上?
回答你补充问题的疑惑.
首先你的疑惑你对的,说明你想问题非常细致.在实际情况中电缆的重力并不一定会平分到电线杆上.当电缆是一个均质且粗细绝对均匀的情况下,电缆的中心就会在两电线杆的中间.故而两电线杆收到的力会是电缆重力的一半.
现在我们来考虑通常状况下(即电缆重心在两电线杆之间任意处)
因为这是平面受力平衡,即可分为X轴(水平方向)力的平衡和Y轴(竖直方向)力的平衡.现在先考虑Y轴(竖直方向)力的平衡.受力图你可自己画,我上传不了图片.
两电线杆的竖直向上的支持力F左、、F右.假定电缆重心离左边电线杆距离为X,而两电线杆距离为L,电缆重为G.因此可以得到如下方程:
F左+F右=G ①
以左边电线杆为支点可得到力矩平衡方程:G*X=F右*L ②(该方程你可根据受力图得出)
由方程①②可以得出F右=G*(X/L),F左=G*(L-X)/L
很显然当电缆重心在中间即X=L/2时,F右=F左=G/2.从答案中也能理解当重心越靠近左边(即X越小),左边电线杆竖直向上的支持力F左就越大,而F右就越小.
***如果有兴趣可以看以下的力分析,但建议不要多想.因为在高中阶段是没有能力解决的,该类问题你只要清楚竖直方向的力分析即可.
X轴(水平方向)力的平衡:(前提是电缆不是刚性的即电缆会在重力下变形,你平时看高压线都是成弧状的即是该情况.若假定电线杆是刚性的那么这个方向的力就为零)
这个正如二楼说:水平方向的分力是相当大的.这个分力的大小要等你上了大学,学了理论力学和材料力学还要有高等数学知识才能算出来,这个方程比较复杂我就不多说了.
希望以上回答能对你有用.