FR-01950Materiał Freedu

Zadanie 2 (matura, maj 2024)

LiceumMaturaRozszerzenieFizykaRuch obrotowy bryły sztywnej

Źródło: Matura maj 2024, fizyka, poziom rozszerzony (formuła 2023, MFAP-R0-100-2405), zad. 2

    Zadanie 2, wspólne informacje. Zadanie 2. Jednorodny walec o masie 𝑚 = 10 kg i promieniu 𝑅 był ciągnięty siłą o wartości 𝐹 = 30 N po płaskiej poziomej powierzchni. Siła 𝐹⃗ była przyłożona poziomo do uchwytu i prostopadle do osi obrotu walca (zobacz rysunki 1.–3.). Do analizy zagadnienia przyjmij model zjawiska, w którym: • walec toczył się bez poślizgu • w kierunku poziomym na walec działały tylko: stała siła tarcia statycznego 𝑇⃗⃗ oraz siła 𝐹⃗ • siła tarcia 𝑇⃗⃗ między walcem a powierzchnią nie osiągnęła wartości maksymalnej • pomijamy inne (tzn. oprócz tarcia statycznego) opory ruchu • moment bezwładności walca względem jego osi obrotu – będącej osią symetrii walca – 1 2 wyraża się wzorem: 𝐼 = 𝑚𝑅 0 2 • ruch walca rozpatrujemy w inercjalnym układzie odniesienia związanym z ziemią, w jednorodnym, ziemskim polu grawitacyjnym • pomijamy masę osi obrotu walca i masę jej uchwytu. Rysunek 1. (widok z perspektywy) ⃗ 𝐹 𝑔 ⃗ uchwyt o ś obrotu Rysunek 2. (widok z boku) Rysunek 3. (widok z góry) 𝑔 ⃗ ⃗ 𝐹 ⃗ 𝐹 uchwyt o ś obrotu

    Zadanie 2.1

    Zadanie 2.1. Zadanie 2.1. (0–3) Całkowitą energię kinetyczną walca w pewnej chwili 𝑡 ruchu oznaczymy jako 𝐸 , 𝑘𝑖𝑛 𝑐𝑎𝑙𝑘 a energię kinetyczną ruchu postępowego walca w tej samej chwili 𝑡 oznaczymy jako 𝐸 . 𝑘𝑖𝑛 𝑝𝑜𝑠𝑡 𝑬 𝒌𝒊𝒏 𝒑𝒐𝒔𝒕 Oblicz iloraz . Zapisz obliczenia. 𝑬 𝒌𝒊𝒏 𝒄𝒂𝒍𝒌 Wynik podaj w postaci ułamka zwykłego.

    Zadanie 2.2

    Zadanie 2.2. 2.2. Zadanie 2.2. (0–3) 0 – 1 – Oblicz wartość przyśpieszenia (liniowego) środka masy walca. Zapisz obliczenia. 2 – 3

    Wróć do wyników

    Podobne zadania