一個(gè)重為 4N的勻質(zhì)球,半徑為R = 3 cm,放在墻與均勻的A B板之間,A 端用可動(dòng)軸與墻固定,B 端用一繩索延水平方向與墻C連接并拉住繩索,A B板長L = 10 cm ,A B 板與墻夾角為α ,如果不計(jì)木板和繩索的重量,α 為何值時(shí),繩索的拉力最小,最小值為多少?請(qǐng)高手寫出解題詳細(xì)步驟,謝謝!!!

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點(diǎn)C為球與AB板的接觸點(diǎn)。AC = R*ctg(α/2)球受力:重力P、墻施加的水平力、沿AB板法向的板的支撐力F1。F1 = P/sinα球施加給板的沿AB板法向的分力P1的大小 = F1 = P/sinα繩索的拉力F,則,F(xiàn)施加給板的沿AB板法向的分力F2 = F*cosαAB板以點(diǎn)A為軸的力矩 = 0因此:P1*AC = F2*AB,(P/sinα)*[R*ctg(α/2)] = (F*cosα)*ABF = (3/5)/{[sin(α/2)]^2 * cosα} = (6/5)/[(1-cosα)*cosα]求極值,易得:cosα = 1/2,即:α = 60度時(shí),F(xiàn)min = 24/5(N)因此:α 60度 時(shí),繩索的拉力最小,最小值為 24/5 N。