Blok 4: Dynamika ruchu postępowego.
Równia, wielokrążki, układy ciał.
ZESTAW ZADAŃ NA ZAJĘCIA
Uwaga: w poniższych zadaniach przyjmij, że wartość przyspieszenia ziemskiego jest równa r
2
| g |= 10 m / s .
UKŁADY CIAŁ
1. Jednorodna linka o długości L w sytuacji przedstawionej na rysunku zaczyna się zsuwać ze stołu, gdy 1/3 jej
długości zwisa. Oblicz współczynnik tarcia statycznego linki o stół.
2. Ruch zsuwającej się ze stołu linki ( w zad. 1) jest ruchem:
A) niejednostajnie przyspieszonym
B) jednostajnie przyspieszonym, z przyspieszeniem o wartości a = g C) jednostajnie przyspieszonym, z przyspieszeniem o wartości a < g D) jednostajnym
r
3. Układ trzech stykających się z sobą klocków pchamy siłą F o wartości F = 10 N , jak pokazano na rysunku. Zakładamy, że klocki poruszają się po poziomym podłożu bez tarcia. Masy klocków: m = 1 kg, m = 4 kg, m = 2 kg
1
2
3
. Oblicz
wartości:
• przyspieszenia układu klocków
• sił wypadkowych działających na
każdy klocek
• siły 1
F 2 , którą klocek 1 działa na
klocek 2
• siły 3
F 2 , którą klocek 3 działa na
klocek 2
4. Dwie jednakowe skrzynie ruszają z miejsca pod wpływem działania sił, jak pokazuje rysunek.
Czasy t1 i t 2 , po których dojadą do krawędzi stołów przebywając jednakowe drogi spełniają zależność (tarcie
pomijamy):
A) t =
1
t 2
B) t >
2
t1
C) t <
2
t1
D) t >
, je
t =
, gdy masa ka
2
t1
śli masa każdej skrzyni jest mniejsza niż 5,5 kg, 1
t 2
żdej
skrzyni jest równa 5,5 kg oraz t <
, je
2
t1
śli masa każdej skrzyni jest większa niż 5,5 kg
Projekt jest współfinansowany z Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach programu operacyjnego KAPITAŁ LUDZKI
1
BLOK 4
WIELOKRĄŻKI
5. Ciężarki o masach m = 2 kg
=
1
i m
3 kg,
2
połączono nicią. Nić
przerzucono przez bloczek. Pomijając masę bloczka, oblicz:
•
przyspieszenie ciężarków
•
siłę napięcia nici
6. Układ przedstawiony na rysunku (masy bloczków i liny pomijamy) pozostaje w równowadze, gdy:
A) m =
1
m 2
B) m =
2
2m1
C)
1
m =
1
2
m1
D) m =
2
2
m1
3
7. Oblicz wartość przyspieszenia układu klocków
przedstawionego na rysunku (pomijamy opory).
Przyjmij, że m = k
3 g,
=
=
1
m
k
3 g,
2
m
4kg
3
. W
którą stronę poruszają się klocki?
8. Siła wypadkowa działająca na klocek m1
( w poprzednim zadaniu):
A) ma taką samą wartość, jak siła wypadkowa
działająca na klocek o masie m 2
B) jest mniejsza od siły wypadkowej działającej na klocek o masie m 2
C) jest większa od siły wypadkowej działającej na klocek o masie m 2
D) jest większa od siły wypadkowej działającej na klocek o masie m3
RÓWNIA
9. Jeżeli umieszczony na równi pochyłej klocek pozostaje w spoczynku, to: A) Siła tarcia równoważy siłę ciężkości działającą na klocek B) Siła tarcia jest większa niż składowa siły ciężkości równoległa do równi C) Równoważą się siły: ciężkości klocka, tarcia działająca na klocek i nacisku klocka na równię D) Równoważą się: siły ciężkości klocka, sprężystości równi i tarcia działająca na klocek 10. Na równi pochyłej leży klocek. Klocek zaczyna się zsuwać z równi przy kącie nachylenia równym 30o. Oblicz współczynnik tarcia. Który współczynnik możesz obliczyć w tym zadaniu: tarcia statycznego czy kinetycznego?
11. W sytuacji przedstawionej na rysunku klocek o masie m 2
będzie się poruszał z przyspieszeniem zwróconym w górę, gdy zostanie spełniony warunek (tarcie pomijamy):
m
A)
1 > sin α
B) m >
1
m 2
m 2
m
m
C)
2 < sin α
D)
2 < tgα
m1
m1
Projekt jest współfinansowany z Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach programu operacyjnego KAPITAŁ LUDZKI
2
BLOK 4
12. Rozpędzony do szybkości
m
v =
0
10
narciarz wjeżdża w wskutek rozpędu na zbocze. Kąt
s
nachylenia zbocza do poziomu wynosi
o
α = 30 . Współczynniki tarcia statycznego i
kinetycznego między śniegiem a nartami wynoszą odpowiednio: µ = , 0 2
µ =
s
i
1
,
0
k
.
•
Oblicz drogę przebytą przez narciarza aż do zatrzymania.
•
Oblicz czas jego wjeżdżania na zbocze.
•
Zbadaj, czy narciarz po zatrzymaniu zacznie zjeżdżać z powrotem w dół.
ZESTAW ZADAŃ DO SAMODZIELNEGO ROZWIĄZANIA
1. Jeśli w sytuacji przedstawionej na rysunku (tarcie pomijamy) masy ciał są równe odpowiednio: m = 4 kg
=
1
, m
k
1 g
2
, to siła napinająca nitkę łączącą
klocki ma wartość:
A) 1 F
B) 1 F
C) 3 F
D) 4 F
4
3
4
5
2. Trzy klocki o jednakowych masach m są połączone nitkami. Klocek jest ciągnięty w prawo siłą o wartości F nadającą całemu układowi przyspieszenie. Jeżeli założymy, że nie ma tarcia między klockami i podłożem, to wypadkowa siła działająca na klocek B wynosi: A) zero
B) 1 F C) 1 F
D) F
3
2
3. Przyspieszenie klocków przedstawionych na rysunku ma wartość
2
a = 3 m / s . Pomijamy masę nitki i bloczka. Masa
m = 3 kg
=
1
, a m
2kg
2
.Oblicz współczynnik tarcia
kinetycznego klocka o stół oraz wartość napięcia nici.
4. Gdyby pominąć tarcie, to w poprzednim zadaniu:
A) układ klocków poruszałby się z przyspieszeniem ziemskim B) siła napięcia nici byłaby równa zeru
C) siła napięcia nici byłaby równa ciężarowi klocka o masie m1
D) wartość siły wypadkowej działającej na klocek o masie m 2 byłaby równa wartości siły naciągu nici
5. U podstawy równi o kącie nachylenia
o
α = 30 i wysokości równi H = 2 m znajduje się klocek o masie m = 1 kg , do którego przyłożono siłę F = 10 N pod kątem o
β = 30 względem
powierzchni zbocza równi. Pomijając tarcie, oblicz:
• przyspieszenie klocka
• czas, po którym klocek osiągnie szczyt równi
• szybkość końcową (przy wierzchołku równi)
• siłę nacisku klocka na równię
Projekt jest współfinansowany z Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach programu operacyjnego KAPITAŁ LUDZKI
3
BLOK 4