Zadanie Zadanie 5.2.10: Droga hamowania kamienia curlingowego na torze lodowym

Punkty
3 pkt
Dział
Energia i pęd · Pojęcie energii
Trudność
Poziom trudności: łatwe
Podczas zawodów w curlingu zawodnik wypuszcza granitowy kamień o masie m=20 kgm = 20\,\text{kg}, nadając mu prędkość początkową v0=2,4 m/sv_0 = 2,4\,\text{m/s}. Współczynnik tarcia kinetycznego kamienia o lód wynosi μ=0,018\mu = 0,018. a) Wyprowadź wzór na drogę ss, jaką pokona kamień do chwili zatrzymania, stosując twierdzenie o pracy i energii kinetycznej. b) Oblicz drogę hamowania ss kamienia dla g=10 m/s2g = 10\,\text{m/s}^2 oraz dla g=9,81 m/s2g = 9,81\,\text{m/s}^2.

Treść zadania

Podczas zawodów w curlingu zawodnik wypuszcza granitowy kamień o masie m=20 kgm = 20\,\text{kg}, nadając mu prędkość początkową v0=2,4 m/sv_0 = 2,4\,\text{m/s}. Kamień sunie po płaskiej, poziomej tafli lodu, a współczynnik tarcia kinetycznego kamienia o lód wynosi μ=0,018\mu = 0,018. a) Wyprowadź wzór na drogę ss, jaką pokona kamień do momentu całkowitego zatrzymania się, stosując twierdzenie o pracy i energii kinetycznej. b) Oblicz drogę hamowania ss kamienia. Przyjmij przyspieszenie ziemskie g=10 m/s2g = 10\,\text{m/s}^2, a następnie oblicz wartość ss dla g=9,81 m/s2g = 9,81\,\text{m/s}^2.

Odpowiedź i wynik końcowy

a) s=v022μgs = \frac{v_0^2}{2\mu g} b) Dla g=10 m/s2g = 10\,\text{m/s}^2: s=16 ms = 16\,\text{m}. Dla g=9,81 m/s2g = 9,81\,\text{m/s}^2: s≈16,31 ms \approx 16,31\,\text{m}. a: a) s=v022μgs = \frac{v_0^2}{2\mu g} b: b) Dla g=10 m/s2g = 10\,\text{m/s}^2: s=16 ms = 16\,\text{m}. Dla g=9,81 m/s2g = 9,81\,\text{m/s}^2: s≈16,31 ms \approx 16,31\,\text{m}.
Ilustracja do zadaniaHamowanie krążka m na lodzie na drodze s z prędkością początkową v_0 oraz siłami tarcia T, ciężkości F_g i reakcji F_N.mv0TFgFNs