Zadanie 2: Dynamika staczania się walców
- Arkusz
- CKE Maj 2025 · Maj · 2025
- Punkty
- 6 pkt
- Dział
- Bryła sztywna · Druga zasada dynamiki w ruchu obrotowym
- Trudność
- Poziom trudności: trudne
Zadanie dotyczy porównania ruchu dwóch walców o różnych rozkładach masy staczających się z równi pochyłej bez poślizgu.
Treść zadania
Dany jest jednorodny pełny walec W1 oraz wydrążony częściowo (i osiowosymetrycznie) jednorodny walec W2. Walec W1 położono na równi pochyłej i puszczono swobodnie. Następnie na tej samej wysokości na tej równi położono walec W2 i także puszczono swobodnie. Prędkości początkowe obu walców były równe zero. Walce W1 oraz W2 staczały się z równi bez poślizgu. Kąt nachylenia równi do poziomego podłoża wynosi . Przyjmij następujące dane:
• promienie walców są sobie równe:
• masy walców są sobie równe:
• momenty bezwładności walców W1 i W2 względem osi każdego z nich wyrażają się wzorami: oraz , gdzie .
Zadanie 2.1. (0–2) Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. (P/F)
2. U podnóża równi całkowite energie kinetyczne walców W1 i W2 są sobie równe. (P/F)
3. U podnóża równi wartość prędkości ruchu postępowego walca W1 jest mniejsza od wartości prędkości ruchu postępowego walca W2. (P/F)
Zadanie 2.2. (0–4) Wyznacz – wartość przyspieszenia liniowego walca W2 – w zależności tylko od wartości przyspieszenia ziemskiego , od kąta oraz od współczynnika . Zapisz odpowiednie równania i przekształcenia oraz podaj postać wzoru na .
Odpowiedź i wynik końcowy
Zadanie 2.1: 1. P, 2. P, 3. F.
Zadanie 2.2: