理论力学-锤子平衡分析

FN
即可平衡。也就是说，只要保证筷子上的D点与桌面接触
系统即可平衡。这是个简单的二力平衡问题。
(2) 再来分析锤子的受力和平衡情况。设锤子的质心位
a
T1
于C1点，锤子的受力ห้องสมุดไป่ตู้：重力P1、桌面支承力FN1、绳子
P
拉力T1。显然，这是一个平面平行力系的平衡问题，
T1=FN1+P1，FN1=b•P1/a，即能满足平衡条件。
C2
D
F’N1和T’1对D点偏右一点的C1的力矩是平衡的，现在取距点
变成了D点，但是同时又多了一个力P2 ，C1和D点的水平距 离正是P2对D点的力矩效应造成的，所以两者刚好平衡。定
P2
FN
量分析完全可证明这点。所以筷子是平衡的！
T’1
简单的静力学分析即可判断出系统平衡是可能的，也就是说这个图片是合 理的，不需要PS（photo shop处理）即可得到，并且还给出平衡的的条件，即 桌面支承点在D点即可。事实上，后来又有众多网友做了很多实验验证了图片 的合理性，充分证明网友的智慧是无穷的。我们也应该善于从身边的事物中发 现力学的原理，体味力学的乐趣。
是一个道理吧 ”…
显然这是一个静力学的平衡问题，要判断系统是否平衡，需要分析整体和
每个结构是否都处于平衡状态。如果存在一个不能平衡的部分，则系统不
能平衡。
D
(1) 首先，以整体为研究对象，来分析受力和平衡情况。
设系统的质心位于C点，系统受的外力为：系统重力P和
桌面支承力FN。显然，只要支撑点在P的作用线上，系统
其中认为不合理的人典型观点为：
“说这个合理的都是猪脑吧？””
很不合理！把筷子和锤子看成一
体，就知道多么幼稚了 ”, “不合 理吧，整体重心悬空啊 ”,”怎么 合理了？重心在哪？ ””肯定不
合理啊，内力不起作用！这个跟 任何大力士也不能把自己抱起来
对于学过理论力学课程的学生来说，是 很容易判断类似的结构是否是合理的。 那么如何用力学的方法来分析这其中所 包含的力学问题呢？
FN1
(3) 最后分析筷子的受力和平衡情况。设筷子的质心位于C2点，
筷子的受力为：重力P2、桌面支承力FN、锤子的作用力F’N1、
绳子拉力T’1。T’1=T1=（1+b/a)P1，F’N1=b•P1/a，FN=P1+P2
(忽略绳子重量)。显然，这也是一个平面平行力系的平衡问 F’N1
b P1
题，首先，FN+F’N1=P2+T’1；对D点列力矩的平衡方程可知，
这个图合理吗？
—— 一幅在网络上引发大争论的图片中的力学分析
2012年10月2日，在国内著名的清 华水木论坛上，有人贴了一幅图片 （右图），并提问“这个图合理 吗？”，引发了网络大讨论。
帖子发了以后，共有354人回帖，
点击量超过10万。回帖的人中，
约30%的人认为合理，约50%的人
认为不合理，约20%的人不置可否。