Klasa I Zadania wstępne

III Powiatowy Konkurs Fizyczny
Zadania wstępne
Klasa I
Klasa I
Zadania wstępne
Zadanie 1.
Oto dane dotyczące skoków na linie bungee na krakowskich Błoniach. KaŜda pełnoletnia osoba po
wpłaceniu 75 zł moŜe wykonać taki skok. ZałoŜenia:
Długość liny bungee 10m
Odległość platformy dźwigowej od gruntu 40m
Wysokość skoczka 2m
Masa skoczka 90kg
Środek cięŜkości skoczka znajduje się w połowie jego wysokości
Opory ruchu są znikomo małe
Lina jest niewaŜka
Współczynnik spręŜystości liny ma stałą wartość
a) Opisz przemiany energii zachodzące w układzie człowiek – lina w trakcie skoku, od chwili rozpoczęcia
do momentu maksymalnego wydłuŜenia liny.
b) Określ, jakim ruchem poruszał się skoczek w kolejnych fazach skoku do chwili maksymalnego
wydłuŜenia liny.
c) Oblicz wartość współczynnika spręŜystości liny wiedząc, Ŝe skoczek dotknie gruntu czubkiem głowy.
d) Oblicz odległość pomiędzy czubkiem, głowy skoczka a gruntem po zakończeniu skoku i ustaniu drgań
liny. Przyjmij, Ŝe współczynnik liny wynosi 90N/m.
e) Sporządź wykres zaleŜności wartości siły spręŜystości, z jaką lina działa na nogi skoczka, od odległości
stóp człowieka od platformy startowej. Przyjmij, Ŝe współczynnik liny wynosi 90N/m.
f) Narysuj wykres zaleŜności prędkości skoczka od odległości jego stóp od platformy startowej w trakcie
skoku w dół.
g) Przedstaw na rysunku siły działające na skoczka w momencie, gdy osiąga on maksymalną prędkość
oraz w momencie, gdy lina jest maksymalnie wydłuŜona.
h) Określ, w którym punkcie toru ruchu skoczek osiągnie maksymalną prędkość. Oblicz maksymalną
wartość prędkości człowieka w czasie skoku.
Zadanie 2.
Na rysunku przedstawiono dwa tory, po których moŜe się ślizgać metalowa kulka o masie 1kg.
Pierwszy tor zakończony jest tak zwaną „pętlą śmierci”, a drugi odcinkiem prostoliniowym.
a)
Zakładając, Ŝe kulka porusza się po obu torach bez tarcia ustal, w którym przypadku kulka będzie mieć
prędkość o większej wartości. Odpowiedź uzasadnij.
b) Dla toru nr 1 sprawdź, czy kulka przebędzie pętlę śmierci. Pomiń opory ruchu.
c) ZałóŜmy, Ŝe kulka po przebyciu toru nr 2 uzyskała maksymalną prędkość o wartości 8m/s. Oblicz drogę
hamowania kulki na płaskim odcinku drogi, jeśli współczynnik tarcia kulki o podłoŜe tego odcinka jest
równy 0,1.
Zadanie 3.
Paweł wtacza ruchem jednostajnym beczkę o masie 50kgna platformę samochodu, znajdującą się na
wysokości h 1m nad ziemią., działając poziomą siłą F.
1
III Powiatowy Konkurs Fizyczny
Zadania wstępne
Klasa I
a) Oblicz, jaką najmniejszą długość musi mieć deska, aby była nachylona do poziomu pod kątem α = 450.
b) Narysuj rozkład sił działających na beczkę podczas wtaczania jej po równi.
c) Oblicz wartość siły F, z jaką Paweł działa na beczkę. Współczynnik tarcia podczas toczenia wynosi
f = 0,1.
d) Oblicz pracę wykonaną przez Pawła przy wtaczaniu beczki na platformę.
2