Zadanie 10.5.20: Funkcje energii kinetycznej ciężarka na linie bungee
- Punkty
- 4 pkt
- Dział
- Ruch drgający · Energia w ruchu harmonicznym
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Do pionowo zwisającej liny bungee przymocowano obciążnik o masie . W równowadze lina jest rozciągnięta o . Obciążnik odciągnięto o w dół i puszczono. Przyjmij .
a) Zapisz energię kinetyczną obciążnika jako funkcję jego wychylenia.
b) Podaj funkcję energii kinetycznej od czasu, licząc od chwili puszczenia obciążnika.
Parametry funkcji wyraź w podstawowych jednostkach SI.
Treść zadania
Do pionowo zwisającej liny bungee przymocowano obciążnik o masie . W równowadze lina jest rozciągnięta o . Obciążnik odciągnięto o w dół i puszczono. Przyjmij .
Traktuj linę jako idealną sprężynę liniową spełniającą prawo Hooke’a i załóż, że pozostaje napięta. Wychylenie mierz od statycznego położenia równowagi, a zwrot w dół przyjmij jako dodatni.
a) Zapisz energię kinetyczną obciążnika jako funkcję jego wychylenia.
b) Podaj funkcję energii kinetycznej od czasu, licząc od chwili puszczenia obciążnika.
Parametry funkcji wyraź w podstawowych jednostkach SI.
Odpowiedź i wynik końcowy
a) dla
(lub )
b)
a: a) dla
(lub )
b: b)