Rzuty – cd

FI
Zestaw 5 – dynamika i tarcie
Dynamika ruchu postępowego.
22.10.2010
V [m/s]
5
1. Jaka siła działa na ciało o masie M = 2 kg, jeżeli jego
prędkość zmienia się jak na wykresie ?
t [s]
10
2. Na ciało poruszające się po poziomym torze ze stałą prędkością 6 m/s, oprócz siły ciężkości działa
pionowo w górę siła 90 N. Wynika z tego, że siła oporów ruchu działających na to ciało wynosi:
A) 0.
B) 6 N.
C) 15 N.
D) 90 N.
E) 360 N. Odpowiedź uzasadnić !!!
3. Mały Jaś próbuje podnieść do góry ciężką teczkę, wywierając na nią siłę F1 = 80 N skierowaną
pionowo w górę. Teczka nie uniosła się wprawdzie, lecz jej nacisk na podłogę zmalał i
wynosił w trakcie próby podniesienia N = 20 N.
a) Podaj wartość siły reakcji podłoża. Uzasadnij powołując się na odpowiednie prawo fizyczne!!
b) Zrób rysunek z zaznaczeniem sił działających na teczkę podczas jej podnoszenia.
c)
Korzystając z rysunku oblicz ciężar teczki.
4. Napisz równanie sił działających na każde ciało i oblicz przyspieszenie poruszającego się układu.
F2
5.
M=2m
m
m
F1
Dwa klocki o masach m}= 0,70 kg i m2 = 0,30 kg zetknięte ze sobą
poruszają się bez tarcia po gładkiej powierzchni pod działaniem siły
F1. Siła ta jest przyłożona do większego z klocków (patrz rysunek).
Wiemy, że mniejszy klocek jest popychany przez większy siłą F2 =4 N.
F 1 > F2
F1
F2
a) Oblicz przyspieszenie małego klocka.
b) Podaj jakie jest przyspieszenie obu klocków oraz z jaką siłą mniejszy klocek oddziałuje na
większy. Uzasadnij odpowiednim prawe fizycznym
c) Oblicz wartość siły F1 poruszającej oba klocki.
6. Dwa klocki poruszające się bez tarcia połączono nierozciągliwą nicią jak na rysunku. Siła F1= 6
N, a siła napinająca nić F2 = 2 N. Oblicz masę ciągniętego klocka m2, jeżeli masa m1 = 1 kg.
m2
F2
m1
F1
7. Linka przerzucona przez bloczek jest obciążona na końcach odważnikami o ciężarze 10 N i 20 N.
Jaka jest siła F napinająca linkę ? Z jakim przyspieszeniem poruszają się odważniki ?
8. Ciało o masie 1 kg w czasie 5 sekund zwiększyło swoja prędkość o 20 m/s pomimo działania siły
hamującej równej 2 N. Oblicz wartość drugiej siły, która działała na ciało. Konieczny rysunek.
9. Samochód o masie 1000 kg, jadący ze stałą prędkością równą 72 km/h, zwiększył w trakcie
wyprzedzania swoją szybkość do 144 km/h. Oblicz o ile wzrosła w trakcie wyprzedzania siła ciągu
silnika, jeżeli wyprzedzanie trwało 12 s?
10. Współczesny Syzyf musi w ciągu 5 minut
wepchnąć
swój
„kamień”
ruchem
F
S
h
T
jednostajnie przyspieszonym na wysokość h = 10 m, pchając go na drodze o długości S = 100m.
Masa pchanego ciała wynosi m = 500 kg, a cały czas działa siła tarcia T o wartości równej 1/5
wartości ciężaru ciała. Oblicz z jaką siłą F musi działać Syzyf .
Tarcie.
1. Do wprawienia w ruch ciężkiej szafy stojącej na podłodze potrzebna jest siła o kierunku
poziomym i wartości równej co najmniej 200 N. Co nastąpi gdy:
a) będziesz pchać szafę poziomo, z siłą 80 N ? Czy będzie występowała siła tarcia ?
b) Szafę będzie pchało dwóch ludzi tak, że wypadkowa siła będzie miała wartość 180 N i
kierunek poziomy. Jaka będzie wówczas wartość siły tarcia, o ile taka siła będzie wówczas
działać na szafę ?
c) Co się stanie gdy trzy osoby będą działać stałą, poziomą siłą 240 N? Jakim ruchem będzie się
poruszała szafa po ruszeniu z miejsca ?
d) Czy wypadkowa siła działająca na szafę podczas jej ruchu wynosi 40 N ? Dlaczego ?
e) Wykonaj rysunki z zaznaczeniem wektorów sił dla pkt. b) i c)
Masa tej szafy wynosi 50 kg. Okazało się, że po ruszeniu z miejsca wystarczy ja pchać z siłą
tylko 180 N, a szafa nie zatrzymuje się, a nawet porusza się z przyspieszeniem o wartości
0,2m/s2.
f) Wyjaśnij jak to jest możliwe, skoro przedtem siła 180 N nie była w stanie ja poruszyć ?
g) Oblicz siłę tarcia działającą na szafę podczas jej ruchu.
h) Czy siła tarcia miałaby inna wartość, gdyby szafę pchano siłą o wartości 200 N ?
i) Wykonaj rysunek wektorów sił działających na szafę w pkt. h)
2. Na ciało o masie m = 1 kg, leżące na poziomej płaszczyźnie działa siła F = 3 N. Współczynnik
tarcia między ciałem a płaszczyzną wynosi f = 0,2. Jakim ruchem porusza się ciało i jaka
szybkość będzie miało ciało po 3 s ?
3. Na drewnianej desce o masie M leży cegła o masie m. Współczynnik tarcia statycznego miedzy
deska a cegłą wynosi fs. Ile wynosi maksymalne przyspieszenie, z jakim może poruszać się deska,
tak aby cegła pozostała nieruchoma względem deski ?
4. Na poziomej powierzchni znajdują się dwa ciała o masach m1 i m2 połączone nierozciągliwą
nicią. Na pierwsze ciało działa siła F1 pod kątem α - jak na rysunku. Współczynnik tarcia obu ciał
o powierzchnię wynosi f. Obliczyć przyspieszenie układu ciał gdy dane jest przyspieszenie
ziemskie g.
m1
m2
F
α
5. Poruszając się ruchem jednostajnym z prędkością 1 m/s, ciało w czasie 5 s zsunęło się z równi
pochyłej o kącie nachylenia 300. Oblicz współczynnik tarcia między ciałem a równią i wysokość
równi.
6. Chłopiec ciągnie ruchem jednostajnym sanki z siedzącą na nich dziewczynką, ciągnąc za sznurek
nachylony do poziomu pod kątem 300. Masa sanek wraz z dziewczynką wynosi 50 kg, a
współczynnik tarcia sanek o śnieg wynosi 0,06. Oblicz wartość siły, z jaką chłopiec ciągnie sanki.