Στον τοίχο ή στο σχοινί;

Δύο ράβδοι, η ΑΒ με μήκος ℓ και μάζα m₁ = 3√3  kg και η ΒΓ με μήκος 2ℓ και μάζα m₂, είναι συγκολλημένες σε ορθή γωνία στο σημείο Β και μπορούν να περιστρέφονται χωρίς τριβές γύρω από σταθερό οριζόντιο άξονα που διέρ­χεται από το σημείο Β και είναι κάθετος στις ράβδους. Το σημείο Α ακουμπά σε λείο τοίχο, έτσι ώστε η ράβδος ΑΒ να σχηματίζει γωνία 30^ο με την κατακόρυφο που περνά από το Β. Στη θέση αυτή η ράβδος ασκεί δύναμη F₁ = 5 N στον τοίχο.

α. Να βρεθεί η μάζα της ράβδου ΒΓ

β. Αν δεν υπήρχε ο τοίχος, ποιο βάρος θα έπρεπε να κρεμάσουμε μέσω νήματος στο σημείο Α ώστε το σύστημα των δύο ράβδων να ισορροπεί στην ίδια θέση;

γ. Αν δεν υπάρχει ούτε ο τοίχος αλλά ούτε και το σχοινί, ποια είναι η ελάχιστη δύναμη, σε ποιο σημείο πρέπει να την ασκούμε και με τι κατεύθυνση, ώστε το σύστημα να ισορροπεί στη θέση όπου η ράβδος ΑΒ σχηματίζει γωνία φ = 30° με την κατακόρυφη;

δ. Τι τιμή πρέπει να έχει η εφθ (θ η γωνία της ράβδου ΑΒ με την κατακόρυφο που περνά από το Β) ώστε το σύστημα των δύο ράβδων να ισορροπεί μόνο με την επίδραση των βαρών και της άρθρωσης;

Δίνεται g = 10 m/s².