V 2. letnej sérii FKS 25. ročníka sme riešili úlohu o moste cez Dunaj. Teraz budeme riešiť o niečo všeobecnejšiu úlohu. Treba preklenúť rieku šírky $L = 300 \, \text{m}$. Most má mať jediný pilón umiestnený na brehu rieky, ktorý tentoraz nemusí byť rovný (a ani rovnakého prierezu). Na vás je, aby most nespadol a pritom nebol ani priveľmi nákladný – Treba navrhnút tvar piliera tak, aby žiadne napätia v materiáloch neprevýšili pätinu ich medze pevnosti, a zároveň, aby bola cena mostu minimálna možná.

Most bude mat betónovú mostovku (to, po čom jazdia autá) a pilier, a oceľové laná. Hmotnosť 1 metra mostovky aj s uvažovanou premávkou (autá) na nej je 20 ton. V predošlom príklade vo FKS sme ukázali, že hmotnosť lanovia je zanedbateľná voči hmotnosti mostovky – Možno predpokladať, že tomu bude aj tu tak a teda počítať treba v aproximácii nehmotných lán (voči hmotnosti mostovky). Konštrukcia je vymyslená tak, že pilier a aj mostovka môžu byť v každom mieste zaťažené iba v pozdĺžnom smere (nemá v nich byť šmykové napätie). Oceľové laná sú veľmi husto rozmiestnené a navzájom rovnobežné.
Potrebné údaje: Hustota betónu $\rho_\text{betón} = 2000 \, \text{kg.m}^{-3}$, hustota ocele $\rho_\text{oceľ} = 7800 \, \text{kg.m}^{-3}$, medza pevnosti betónu v tlaku $\sigma_\text{betón} = 40 \, \text{MPa}$, medza pevnosti ocele v ťahu $\sigma_\text{oceľ} = 2 \, \text{GPa}$. Cena ocele za jednotku hmotnosti je 47-násobok ceny betónu rovnakej hmotnosti.
FX zastrešuje občianske združenie Trojsten.
Trojsten, o.z.
FMFI UK, Mlynská dolina
842 48 Bratislava
Úlohy pre bežných smrteľníkov
Tímová fyzikálna súťaž pre stredoškolákov
Intenzívny fyzikálny zážitok v lete