FR-00364Materiał Freedu

Bryła z obręczy i dwóch prętów toczy się pod górę

LiceumMaturaRozszerzenieFizyka

Źródło: Matura fizyka rozszerzona 4.32 — Matura czerwiec 2026 (termin dodatkowy), formuła 2023 (MFAP-R0-100), zad. 4; to samo; czerwiec 2026, formuła 2015, zad. 4

Bryła ℬ składa się z obręczy (masa 𝑀 , promień 𝑅) i dwóch prętów-średnic (każdy o długości 2𝑅 i masie 𝑀/2) skrzyżowanych w środku 𝑂. Na poziomym odcinku 𝑋𝑌 toczy się bez poślizgu ze stałą prędkością środka masy 𝑣ℬ = 1,4 m/s, a od punktu 𝑌 wtacza się bez poślizgu na równię, zwalniając. 𝑃1 – punkt styku na odcinku poziomym, 𝑃2 – na równi (równia wznosi się w prawo, bryła jedzie w prawo). Dane: 𝐼pręta = 1 12 𝑚𝑙2 (oś przez środek), 𝐼obręczy = 𝑀𝑅2; 𝑔 = 9,8 m/s2.

Podpunkt 4.1

W punkcie 𝑃1 siła tarcia: A. nie działa, B. zależy od prędkości, C. jest skierowana w lewo, D. jest skierowana w prawo. (0–1 pkt)

Podpunkt 4.2

W punkcie 𝑃2 siła tarcia: A. nie działa, B. zależy od prędkości, C. jest skierowana w lewo (w dół równi), D. jest skierowana w prawo (w górę równi). (0–1 pkt)

Podpunkt 4.3

Oceń (P/F):

1. Moment siły ciężkości bryły względem punktu 𝑃2 jest równy zeru.

2. Moment pędu bryły względem 𝑂 jest zachowany podczas ruchu po równi. (0–1 pkt)

Podpunkt 4.4

Wykaż, że 𝐼𝑂 = 4 3 𝑀𝑅2. (0–2 pkt)

Podpunkt 4.5

Oblicz maksymalne wzniesienie środka masy Δℎ𝑚𝑎𝑥 na równi. (0–3 pkt)