Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 9 № 324467
i

На ри­сун­ке изоб­ра­же­на схема ван­то­во­го моста. Вер­ти­каль­ные пи­ло­ны свя­за­ны про­ви­са­ю­щей цепью. Тросы, ко­то­рые сви­са­ют с цепи и под­дер­жи­ва­ют по­лот­но моста, на­зы­ва­ют­ся ван­та­ми.

Введём си­сте­му ко­ор­ди­нат: ось Oy на­пра­вим вер­ти­каль­но вдоль од­но­го из пи­ло­нов, а ось Ox на­пра­вим вдоль по­лот­на моста, как по­ка­за­но на ри­сун­ке.

В этой си­сте­ме ко­ор­ди­нат линия, по ко­то­рой про­ви­са­ет цепь моста, имеет урав­не­ние y=0,005x в квад­ра­те минус 0,74x плюс 25, где x и y из­ме­ря­ют­ся в мет­рах. Най­ди­те длину ванты, рас­по­ло­жен­ной в 30 мет­рах от пи­ло­на. Ответ дайте в мет­рах.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Най­дем длину ванты, на­хо­дя­щей­ся на рас­сто­я­нии 30 м от ле­во­го пи­ло­на (см. рис.), в силу сим­мет­рии она равна длине ванты, на­хо­дя­щей­ся на рас­сто­я­нии 30 м от пра­во­го пи­ло­на. За­да­ча сво­дит­ся к вы­чис­ле­нию зна­че­ния y левая круг­лая скоб­ка 30 пра­вая круг­лая скоб­ка , найдём его:

y левая круг­лая скоб­ка 30 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,005 умно­жить на 30 в квад­ра­те минус 0,74 умно­жить на 30 плюс 25 = 4,5 минус 22,2 плюс 25 = 7,3.

Ответ: 7,3.

 

При­ме­ча­ние 1.

Линия, по ко­то­рой про­ви­са­ет тя­же­лая цепь в поле силы тя­же­сти, яв­ля­ет­ся «цеп­ной ли­ни­ей», ко­то­рая по­хо­жа на па­ра­бо­лу, но от­ли­ча­ет­ся от неё. Урав­не­ние цеп­ной линии: y= дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка x/a пра­вая круг­лая скоб­ка плюс e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус x/a пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка , где a  — па­ра­метр, за­ви­ся­щий от ма­те­ри­а­ла.

Не­на­гру­жен­ная цепь, под­ве­шен­ная между двумя опо­ра­ми, при­ни­ма­ет форму цеп­ной линии. Если весом цепи можно пре­не­бречь, а вес моста рав­но­мер­но рас­пре­делён вдоль его длины, цепь при­ни­ма­ют форму па­ра­бо­лы. Если же вес цепи срав­ним с весом по­лот­на (ска­жем, для не­боль­ших лег­ких пе­ше­ход­ных мо­стов в горах), то его форма будет про­ме­жу­точ­ной между цеп­ной ли­ни­ей и па­ра­бо­лой.

 

При­ме­ча­ние 2.

Вни­ма­тель­ный Сер­гей Пе­пе­ля­ев за­ме­тил, что в ниж­ней точке моста, име­ю­щей ко­ор­ди­на­ту х  =  74, ор­ди­на­та от­ри­ца­тель­на: у  =  −2,38 метра. Ока­зы­ва­ет­ся, это груст­ная за­да­ча про мост, ко­то­рый ванты в цен­тре не дер­жат.

 

При­ме­ча­ние 3.

В ре­ше­нии и при­ме­ча­ни­ях выше мы ис­поль­зо­ва­ли тер­ми­но­ло­гию из усло­вия. Она не яв­ля­ет­ся об­ще­при­ня­той. В учеб­ной и про­фес­си­о­наль­ной ли­те­ра­ту­ре то, что в усло­вии на­зва­но цепью, на­зы­ва­ет­ся нитью, под­дер­жи­ва­ю­щие по­лот­но тросы на­зы­ва­ют­ся под­вес­кой, а вант на пред­став­лен­ном в усло­вии мосту нет (и сам мост  — не ван­то­вый!). Дело в том, что не­су­щий эле­мент ван­то­во­го моста  — пря­мо­ли­ней­ные ванты, при­креп­лен­ные к пи­ло­нам. Ван­то­вые мосты бы­ва­ют двух типов  — «ве­ер­ный» и «ар­фо­вый», на ри­сун­ке ниже они изоб­ра­же­ны слева и спра­ва со­от­вет­ствен­но.

Кодификатор ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.1.3 Дроби, про­цен­ты, ра­ци­о­наль­ные числа
Виктория Любимова (Колпино) 13.05.2014 23:52

По­че­му цеп­ную линию опи­сы­ва­ют квад­ра­тич­ной за­ви­си­мо­стью? Ярко за­пом­ни­лось на тре­тьем курсе пе­ду­ни­вер­си­те­та, на прак­ти­ке: воз­му­ще­нию пре­по­да­ва­те­ля не было пре­де­ла, когда сту­дент­ка на уроке в 8 клас­се изоб­ра­зи­ла па­ра­бо­лу, взяв в руки ве­рев­ку. И хотя она оправ­ды­ва­лась, что дети в 8 клас­се не знают экс­по­нен­ты, а "по виду то же самое", пре­под с пеной у рта тре­бо­вал "не вво­дить детей в за­блуж­де­ние"!

Сергей Никифоров

Линии раз­ные, но в не­ко­то­ром при­бли­же­нии и с не­ко­то­рой точ­но­стью можно опи­сы­вать одну дру­гой.

Сергей Пепеляев 04.06.2020 10:51

Ин­те­рес­ный у нас мост, на ми­ни­му­ме при х=74 ухо­дит в минус на −2,38 метра :))

Рома Подгорный 05.06.2021 13:49

В при­ме­ча­нии вы, как и Вик­то­рия в ком­мен­та­ри­ях, от­ме­ти­ли, что на самом деле линия ка­на­та яв­ля­ет­ся цеп­ной ли­ни­ей. Дей­стви­тель­но, за­ча­стую про­ви­са­ю­щие эле­мен­ты про­ви­са­ют по цеп­ной линии, но ван­то­вый мост яв­ля­ет­ся ис­клю­че­ни­ем, в нем канат про­ви­са­ет по па­ра­бо­ле. По­дроб­нее об этом на­пи­са­но здесь http://www.math24.ru/урав­не­ние-цеп­ной-линии.html.

Служба поддержки

Мы ни­че­го не пи­са­ли про про­ви­са­ние ван­то­во­го ка­на­та. Ин­те­рес­ный ма­те­ри­ал по ссыл­ке про­чи­та­ли, спа­си­бо. До­ба­ви­ли не­боль­шое разъ­яс­не­ние в при­ме­ча­ние 1.