Woda w naczyniu na przyspieszającym wózku
Źródło: Matura fizyka rozszerzona 2.2 — Matura maj 2015, formuła 2015 (MFA-R1_1P), zad. 2
Na wózku zamontowano równię pochyłą (wznoszącą się w prawo) i naczynie z wodą. Wózek poruszał się jednostajnie po poziomej powierzchni. Gdy zaczęła działać dodatkowa stała siła pozioma, po pewnym czasie powierzchnia wody stała się równoległa do równi (podniesiona po prawej stronie). Dodatkowa siła była skierowana: A. w prawo; B. w lewo – a wózek: 1. musiał jechać w prawo; 2. musiał jechać w lewo; 3. mógł jechać w dowolną stronę. (0–1 pkt)
Odpowiedź
B3: przyspieszenie i siła wypadkowa są skierowane w lewo; sam kierunek prędkości nie wynika z nachylenia powierzchni wody.
Rozwiązanie
W układzie wózka na wodę działa siła bezwładności −𝑚⃗𝑎; powierzchnia wody jest prostopadła do wypadkowej⃗ 𝑔 −⃗ 𝑎. Powierzchnia podniesiona po prawej oznacza, że „efektywna grawitacja” ma składową w prawo, czyli⃗ 𝑎 (i siła) jest skierowana w lewo. Kierunek prędkości nie ma znaczenia – liczy się tylko przyspieszenie. Odpowiedź: B3.