
问题描述:
给定一个半无限大水平桌面和 n 个完全相同的、质量均匀的长方体木块,在桌面边缘逐
个向上叠放木块并在保持不倾倒的前提下尽可能地伸出桌面,应采用什么策略可使得伸出量
最大?
理想化条件:
问题中几个理想化的用词——“水平桌面”、“完全相同”、“质量均匀”、“长方体”。
物理学原理:
若物体的重心位于支持面的上方,当重力作用线在支持面内,重力矩与支持力矩平衡,
物体处于平衡状态;反之,重力矩与支持力矩同方向,物体处于不平衡状态;临界的平衡条
件为重力的作用线恰好经过支持面的边缘。
贪心法求解:
设每个木块长度均为 L,重力均为 G。将木块从上到下编号,依次为 1、2、3、„、n。
记第 k(k=1,2,3,„,n)块木块相对其下方支持物的最大允许伸出量为 x
k
(n 号木块的支持物
为水平桌面,其余木块的支持物为其下方的木块),第 k 块木块及其上方所有木块的公共重
心到第 k 块木块另一端的距离为 g
k
。显然,1 号木块的伸出量为及公共重心为
1
L
2
1
g
1
L
2
x
1
现加入 2 号木块,1 号木块平衡的临界条件为其重力作用下恰好位于 2 号木块对其支持
面的边缘。公共重心的坐标是其各组成部分的重心坐标的加权平均,在图示位置下两个木块
的公共重心到 2 号木块最左端的距离为