Стержень согнули под прямым углом с соотношением полученных сторон 2:3 и подвесили нить, привязанную к точке сгиба. Найдите массу груза, который надо прикрепить к концу короткой стороны, чтобы концы сторон находились на одном уровне, если масса стержня 600 г. Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны, расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
5. У однородного тела центр тяжести находится посередине, к нему будет приложена сила тяжести.
Решение
Момент силы можно найти по формуле: 
, где 
— сила, а 
— её плечо до рассматриваемой оси вращения.
Запишем правило моментов относительно оси подвеса.
где 
– длина стержня, 
– его масса. (Здесь берется 
в первом случае, так как центр тяжести однородного стержня находится в середине, а у нас эта сторона равна 
, а половина 
, точно также и для второго слагаемого) Выразим отсюда массу грузика
так как отношение сторон 2:3, то 
А значит
