Inżynieria Biomedyczna I rok

ćwiczenia z fizyki semestr 1

Zestaw zadań na zajęcia nr 8

1.

Koło zamachowe silnika porusza się ze stałą prędkością





= 150 obr/min. Gdy

dopływ paliwa zostaje odcięty, na skutek oporów koło zatrzymuje się po t = 22 min.
(a) Jakie jest średnie przyspieszenie kątowe koła? (b) Ile obrotów wykona koło

przed całkowitym zatrzymaniem się? (c) Ile wynosi styczne przyspieszenie liniowe
punktu oddalonego od osi obrotu o d = 50 cm, w chwili gdy koło obraca się z
prędkością



= 75 obr/min? (d) Jaka jest wartość całkowitego przyspieszenia

liniowego w punkcie (c)?

2.

Ruch obrotowy przenoszony jest do kół poprzez wał napędowy oraz mechanizm
różnicowy. Zadaniem tego ostatniego jest dopasowanie prędkości kątowej kół do

promienia pokonywanego zakrętu. Posługując się tą wiedzą obliczyć różnicę
prędkości liniowej i kątowej kół samochodu poruszającego się po łuku o promieniu

R = 50 m z prędkością v

0

= 36 km/h liczoną dla geometrycznego środka samochodu.

Średnica kół wynosi d = 55 cm a ich rozstaw l = 148 cm.

3.

Jezdnia usytuowana jest poziomo. Z jaką maksymalną prędkością autobus może
wejść w zakręt o promieniu R, aby kulka o masie m wisząca na sznurku o długości l

nie zerwała się, jeżeli wiadomo, że sznurek wytrzymuje obciążenie 1,5 mg?

4.

Klocek o masie m ześlizguje się po „pętli śmierci”

o promieniu R (patrz rys.) z najmniejszej
wysokości H, która umożliwia jej pokonanie. Ile

wynosi ta wysokość? Ile wynosi całkowite
przyspieszenie klocka w momencie, kiedy

prędkość ma kierunek pionowy? W którym
miejscu pętli siła nacisku wywierana przez klocek

ma wartość ¾ ciężaru klocka?

5.

Zbocze góry ma kształt łuku okręgu o promieniu R = 4m i wyprowadzone jest na

pozioma powierzchnię. Powierzchnia zbocza jest gładka, natomiast powierzchnia
pozioma jest szorstka (współczynnik tarcia wynosi



= 0,2). Po zjechaniu sanki

zatrzymały się w odległości l = 30m od jej podnóża. Na jakiej wysokości człowiek

odczuwał dwukrotne przeciążenie?

6.

Samochód porusza się z jednostajnym przyspieszeniem a = 0,62 m/s

2

zataczając na

płaszczyźnie okrąg o promieniu R = 40m. W chwili początkowej jego pozostawał w

spoczynku. Wiedząc, że współczynnik tarcia statycznego między oponami a
podłożem wynosi



= 0,2 oblicz drogę, którą przejedzie samochód nim wpadnie w

poślizg.

7.

Wokół środka płaskiego parkingu o promieniu R jeździ samochód zataczając okręgi

o promieniu r. Współczynnik tarcia statycznego kół o podłoże zależy od odległości
od środka parkingu i dany jest wzorem



=



0

(1-r/R). Oblicz promień okręgu, po

którym samochód będzie mógł się poruszać z maksymalną prędkością. Ile ona
wyniesie?

8.

Na Równiku ustawiono pionowo idealnie gładką rurkę o średnicy d i wysokości H. Z
rurki odpompowano powietrze. Wewnątrz spada swobodnie i bez tarcia kulka o tej

samej średnicy co rurka. Jak zależy od czasu siła wywierana przez spadającą kulkę
na boczną ściankę rurki? Wskazówka: rozważyć wpływ siły Coriolisa