为方便描述,设圆柱体与挡板接触点是B,与地面接触点是C,圆柱体横截面的圆心是D.
对圆柱体分析受力:重力G(作用在D,竖直向下)、挡板压力N1(作用在B,水平向右)、地面支持力N2(作用在C,竖直向上)、杆的压力F(作用在P,由P指向D).
因为圆柱体静止,所以满足平衡条件:合力为0,合力矩为0.
由几何知识知,∠PDC=180度-θ,设圆柱横截面半径是R,取P点为轴(支点),
根据合力矩为0 得
N1*R*sin(∠PDC-90度)=(N2-G)*R*cos(∠PDC-90度)
即 N2=G+N1*tan(∠PDC-90度)
=G+2G*tan(180度-θ-90度)
=G*[1+(2 / tanθ)]
=G*[ 1+(2 / tan60度)]
=G*[ 3+2*(根号3)] / 3
即水平地面对圆柱体作用力的大小是 N2=G*[ 3+2*(根号3)] / 3
由合力为0,得
F=根号[ N1^2+( N2-G)^2 ]=根号{ (2G)^2+[ 2G*(根号3) / 3 ]^2 }=4G / 根号3
由牛三知,圆柱体对杆的作用力大小是 F=4G / 根号3