Zadanie
Wykonaj konieczne obliczenia i oceń, czy pudełko trafione przez pocisk spadnie z podestu o współczynniku tarcia μ = 0,3, wiedząc, że jest ono ustawione l = 45 cm od brzegu podestu, masa pudełka wynosi M = 40 g, masa śrutu to m = 1 g, pocisk leciał z prędkością v = 120 , a po przebiciu się przez pudełko zwolnił do vk = .
Rozwiązanie
Dane:
M = 40 g = 0,04 kg
m = 1 g = 0,001 kg
v = 120 vk =
l = 45 cm = 0,45 m
μ = 0,3
Z poprzedniego Podpunkt:u:
Na pudełko działa niezrównoważona siła tarcia, więc z drugiej zasady dynamiki porusza się ono ruchem jednostajnie opóźnionym:
ponadto:
czyli:
Czas trwania ruchu wyznaczamy z:
Drogę w ruchu jednostajnie opóźnionym z prędkością początkową zapisujemy jako:
Co razem daje:
Odpowiedź: Pudełko pokona odległość 68 cm, czyli spadnie z podestu.
Wyjaśnienie
Wykorzystaj prędkość pudełka z poprzedniego Podpunkt:u. Na pudełko działa siła tarcia, więc wypadkowa sił nie jest zerowa, co z drugiej zasady dynamiki daje, że porusza się ono ruchem jednostajnie zmiennym (tutaj opóźnionym). Siła tarcia to więc iloczyn masy i przyspieszenia, ale także iloczyn masy, przyspieszenia ziemskiego i współczynnika tarcia. Z otrzymanej równości wyznacz wartość przyspieszenia. Następnie posłuż się wzorami opisującymi prędkość i drogę w ruchu jednostajnie zmiennym z prędkością początkową. Ze wzoru na prędkość wyznacz czas i wstaw go do drugiego wyrażenia. Zauważ, otrzymana wartość jest większa od odległości pudełka od końca podestu, czyli ciało z niego spadnie.
Fizyka - wybrane pytania
REKLAMA
Zadania z tego działu
5. Energia i pęd
164
Praca i moc jako wielkości fizyczne
170
Zadanie 5.1.4.
173Zadanie 5.1.8.
174Zadanie 5.1.9.
174
Pojęcie energii. Energia potencjalna grawitacji. Energia kinetyczna
175
Zadanie 5.2.6.
178Zadanie 5.2.8.
179
Zasada zachowania energii
180
Zadanie 5.3.5.
183Zadanie 5.3.6.
183Zadanie 5.3.7.
183Zadanie 5.3.9.
184Zadanie 5.3.11.
184
Energia potencjalna sprężystości
185
Zadanie 5.4.1.
187Zadanie 5.4.4.
188
Pęd ciała. Zasada zachowania pędu
189
Zadanie 5.5.5.
195Zadanie 5.5.7.
196Zadanie 5.5.10.
196Zadanie 5.5.11.
196Zadanie 5.5.12.
197Zadanie 5.5.13.
197
Zderzenia niesprężyste i sprężyste
198
Zadanie 5.6.5.
205Zadanie 5.6.9.
206Zadanie 5.6.12.
206Zadanie 5.6.17.
207
Klasyka fizyki
208
Zadania maturalne
210
Zadanie 1. Żuraw
213Zadanie 2. Karabin
214Zadanie 3. Klik–klak
214Zadanie 4. Sprężyny połączone
215