36(66). Две одинаковые линзы соединены пружиной и могут свободно перемещаться по гладкому горизонтальному стержню (рис.). Масса линзы m = 200 г, ее фокусное расстояние F = 16 см. Длина недеформированной пружины lo = 25 см, ее жесткость k = 15 Н/м, массу пружины следует считать пренебрежимо малой. В начальный момент пружина не деформирована, одна из линз покоится, а другой сообщают некоторую скорость. Какому условию должна удовлетворять эта скорость, чтобы в момент наибольшей деформации пружины изображение одной линзы в другой стало мнимым?

Решение.
60(388). В комнате в вертикально расположенном цилиндре под весомым поршнем, который может перемещаться без трения, находятся ν молей идеального газа при температуре Т. Поршень подвешен на пружине жёсткостью k. Газ нагревают, так что в конечном состоянии его давление увеличивается в α = 2 раза, а температура увеличивается в δ = 3 раза. Найдите начальное давление газа. Площадь поршня равна S.

Решение.
27. Две пружины, жесткости которых k1 = 400 Н/м и k2 = 600 Н/м, соединены последовательно (рис.). Какой должна быть жесткость пружины, которой можно было бы заменить эту систему из двух пружин?
Решение.
При последовательном соединении пружин силы натяжения их одинаковы и равны по модулю приложенной силе F. По закону Гука
где k − жесткость системы (а значит, и жесткость пружины, которой можно было бы заменить эту систему); Δl − абсолютная деформация системы:
22. Однородный стержень АВ прикреплен к вертикальной стене посредством шарнира А и удерживается под углом α = 60° к вертикали с помощью невесомой веревки ВС, образующей с ним угол β = 30° (рис.). Определить силу натяжения веревки, а также модуль и направление силы реакции шарнира, если известно, что масса стержня m = 2,0 кг.
Решение.
21. Однородный стержень ОА упирается одним концом в угол и удерживается за другой конец нитью (рис.). Масса стержня m, а угол его наклона к горизонту равен α. Найти силу натяжения нити, а также силы, с которыми стержень давит на пол и на стену.

Решение.
На стержень действуют четыре силы: сила тяжести mg, сила натяжения нити Т, силы нормальных реакций пола N1 и стены N2.
Так как стержень находится в равновесии, то
19. Чтобы вытащить автомобиль, застрявший в грязи, шофер привязал один конец троса к автомобилю, а второй к стоящему впереди дереву, предварительно натянув трос. Затем он подошел к середине троса и стал оттягивать его в горизонтальном направлении с силой F = 500 Н, направленной перпендикулярно тросу. Расстояние между автомобилем и деревом l = 52 м. Найти силу натяжения троса в момент, когда шофер продвинулся вперед на s = 0,52 м.
Решение.
При оттягивании троса в нем возникают силы натяжения Т1 и Т2, направленные вдоль троса от точки О (рис.).

16(К). Груз массы m = 2 т поддерживают два одинаковых круглых стальных стержня, соединенных шарнирно в узле А и составляющих угол α =60° с вертикалью (рис.). Определить диаметр сечения каждого стержня, если допускаемое напряжение для стали σдоп = 160 МН/м2.

Решение.
Рассмотрим узел А. На него действуют три силы: вес груза P(|P| = m|g|) и силы реакции стержней R1 и R2.
Запишем условия равновесия узла А в проекциях на оси координат X и Y:
15(К). Определить удлинение стального ступенчатого стержня (рис. а), к которому приложены осевые силы F1 и F2 (|F1| = 20 кН, |F2| = 30 кН). Длины участков стержня равны l1 = 1 м и l2 = 2 м, поперечные сечения равны, соответственно, S1 = 1 см2 и S2 = 2 см2, модуль Юнга Е = 2 × 105 МН/м2. Стержень считать невесомым.
14(К). К цилиндрическому стержню, закрепленному сверху, в его нижнем сечении приложена сила F, направленная вдоль оси стержня (рис. а). Найти внутренние силы, возникающие в поперечных сечениях стержня. Массой стержня пренебречь.

Решение.
20(НГУ 2000). Два тела с массами m1 и m2 и зарядами q и −q соединены пружиной жесткости k и находятся в состоянии покоя (пружина не растянута). Мгновенно включается электрическое поле E, направленное вдоль пружины. Найти максимальные значения скоростей первого и второго тела при последующем движении. Электрическим взаимодействием тел между собой пренебречь.