2008年春节前后,我国南方部分地区遭遇了罕见的雪灾,此次雪灾造成输电线被厚厚的冰层包裹,使相邻两个铁塔间的拉力大大增加,导致电力设施被严重损毁.
设想若干个相同铁塔等高、等距,其结构模型如图所示.已知铁塔(左右对称)质量为m,塔基宽度为d.相邻铁塔间输电线的长度为L,其单位长度的质量为m
o,输电线顶端的切线与竖直方向成θ角.已知冰的密度为ρ,设冰层均匀包裹在输电线上,且冰层的横截面为圆形,半径为R(输电线的半径可忽略).
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201306/93/ff3db386.png)
(1)被冰层包裹后,每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大多少?
(2)被冰层包裹后,输电线在最高点、最低点所受的拉力大小分别为多少?
(3)若某铁塔一侧的输电线在顶端断裂,该铁塔由于受力不对称,会造成该塔以塔基另一侧与地面的接触点为轴旋转翻倒.已知地面对塔基的最大拉力为F(该力可简化为作用点位于塔基中心、方向竖直向下的拉力),忽略包裹铁塔的冰雪,要使铁塔不致翻倒,输电线上包裹的冰层半径R的最大值R
max为多少?