Zadanie Zadanie 6.5.5: Obrót piłki gimnastycznej stopami przez artystę cyrkowego
- Punkty
- 3 pkt
- Dział
- Bryła sztywna · Druga zasada dynamiki w ruchu obrotowym
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Artysta cyrkowy wprawia w ruch obrotowy lekką piłkę gimnastyczną (cienkościenną powłokę kulistą o momencie bezwładności ) o masie i promieniu . Działając stopami stałą siłą styczną do jej powierzchni, rozpędza piłkę ze spoczynku do prędkości kątowej w czasie . Pomiń opory ruchu i powietrza. Oblicz: a) przyspieszenie kątowe piłki , b) moment bezwładności piłki , c) wartość stycznej siły wywieranej przez stopy.
Treść zadania
Leżący na plecach artysta cyrkowy rozpędza stopami piłkę gimnastyczną, działając na jej powierzchnię stałą siłą styczną . Piłka ma masę i promień (); traktuj ją jako cienkościenną powłokę kulistą o momencie bezwładności . Z początkowego spoczynku () osiąga prędkość kątową w czasie . Opory ruchu i powietrza pomiń.
Oblicz:
a) przyspieszenie kątowe piłki,
b) jej moment bezwładności ,
c) wartość siły stycznej , którą stopy działały na piłkę.
Odpowiedź i wynik końcowy
a)
b)
c)
a:
b:
c: