Zadanie Zadanie 5.4.6: Amortyzacja zderzenia wózka ze sztywnym odbojnikiem buforowym

Punkty: 3 pkt
Dział: Energia i pęd · Energia potencjalna sprężystości
Trudność: Poziom trudności: łatwe

Wózek laboratoryjny o masie

m = 0{,}50\,\text{kg}

porusza się po poziomym torze z prędkością

v = 1{,}6\,\text{m/s}

i najeżdża na sztywną ścianę oporową za pośrednictwem sprężystego bufora. Przy ugięciu bufora

\Delta x = 8{,}0\,\text{cm}

wózek zatrzymuje się. Wyznacz współczynnik sprężystości bufora oraz maksymalną siłę nacisku na ścianę.

Treść zadania

Na poziomym torze laboratoryjnym wózek inspekcyjny o masie

m = 0{,}50\,\text{kg}

porusza się z prędkością

v = 1{,}6\,\text{m/s}

i najeżdża na nieruchomą sztywną ścianę oporową za pośrednictwem przymocowanego z przodu sprężystego zderzaka buforowego. W chwili maksymalnego ściśnięcia zderzaka wózek na ułamek sekundy zatrzymuje się, a ugięcie bufora wynosi

\Delta x = 8{,}0\,\text{cm}

(

0{,}080\,\text{m}

). Opory ruchu pomijamy. a) Wyznacz współczynnik sprężystości

k

sprężyny buforowej. b) Oblicz maksymalną siłę nacisku

F_{\text{max}}

wywieraną przez bufor na ścianę w chwili zatrzymania wózka.

Odpowiedź i wynik końcowy

k = 200\,\text{N/m}

F_{\text{max}} = 16\,\text{N}

k = 200\,\text{N/m}

F_{\text{max}} = 16\,\text{N}