如图所示,杆0A长为0.5米,O端用铰链铰于竖直墙面,杆中B处有一制动闸,0B为0.2米,闸厚d为0.04米,*C的半径R为0.2米,闸与轮间动摩擦因数μ为0.5.飞轮顺时针转动时,要对轮施加力矩(力×力臂)1000牛米才能使轮减速而制动,若杆与闸的重力不计,则在杆的A端需加垂直于杆的力F的大小为______牛.

问题描述:

如图所示,杆0A长为0.5米,O端用铰链铰于竖直墙面,杆中B处有一制动闸,0B为0.2米,闸厚d为0.04米,*C的半径R为0.2米,闸与轮间动摩擦因数μ为0.5.飞轮顺时针转动时,要对轮施加力矩(力×力臂)1000牛米才能使轮减速而制动,若杆与闸的重力不计,则在杆的A端需加垂直于杆的力F的大小为______牛.

∵能使轮减速而制动时对轮施加力矩为1000牛米,即fR=1000N•m,
∴f=

1000N•m
0.2m
=5000N.
∵闸与轮间动摩擦因数μ为0.5,
∴由f=μN得:N=F2=
f
μ
=
5000N
0.5
=10000N,
根据杠杆平衡条件得:FOA=F2OB,
F=
F2OB
OA
=
10000N×0.2m
0.5m
=4000N.
故答案为:4000.
答案解析:根据使轮减速而制动的力矩和*C的半径求出使轮减速制动需要的摩擦力,根据动摩擦因数求出作用在B上的压力F2,最后根据杠杆平衡条件求出作用在A的动力F.
考试点:杠杆的平衡条件.
知识点:本题考查力矩、动摩擦因数和杠杆平衡条件的应用,关键是理解力矩的物理意义.