Odpowiedź :
Ruch po okręgu i po równi pochyłej
1. Fałsz
Wyjaśnienie:
Siła nacisku samochodu na most będzie równa, ponieważ od jego siły ciężkości należy odjąć siłę odśrodkową, wynikającej z jego ruchu po okręgu(moście o danym promieniu krzywizny):
[tex]N = mg - \frac{mv^2}{r} = 10 000N -8000N = 2000 N = 2kN[/tex]
2. Prawda
Wyjaśnienie:
Siła grawitacji i siła reakcji muszą równoważyć siłę odśrodkową tego ruchu, która jest skierowana na zewnątrz okręgu, po którym się porusza.
3. Prawda
Dane:
v = 8 m/s
f = 0,4
t = 2 s
Rozwiązanie:
Przyspieszenie będzie równe przyspieszeniu siły tarcia. Podstawmy je do wzoru na prędkość ciała w ruchu jednostajnie zmiennym:
[tex]a = -gf\\v = v_0 + at = 0 \\[/tex]
Prędkość po dwóch sekundach będzie równa zero, więc faktycznie ciało wtedy się zatrzyma.
4. Fałsz
Dane:
m = 50 kg
a = 2 m/s²
f = 0,2
F = 1000 N
Rozwiązanie:
Siła wypadkowa działająca na ciało będzie równa iloczyniowi przyspieszenia i jego masy. Jest ona także równa różnicy siły, z jaką działa człowiek i siły tarcia:
[tex]ma = F - mgf\\\\F = m(gf+a) = 200 N[/tex]
Siła, z jaką działa człowiek musi być nie większa niż 200 N, a nie 1000 N.
5. Prawda
Dane:
m = 1000 kg
r = 40 m
v = 78 km/h = 21,66... m/s
Rozwiązanie:
Aby samochód oderwał się od toru, siła odśrodkowa w tym ruchu musi być większa od siły ciężkości:
[tex]\frac{mv^2}{r} > mg\\\\[/tex]
Faktycznie siła odśrodkowa jest większa.
6. Prawda
Dane:
v = 10 m/s
f = 0,2
s = 25 m
Rozwiązanie:
Skorzystajmy ze wzoru na prędkość i drogę w ruchu jednostajnie zmiennym, gdzie przyspieszenie będzie równe -gf, a prędkość końcowa ma się równać zero:
[tex]0 = v +at = v - gft\\v = gft == > t = 5 s\\\\s = vt +\frac{at^2}{2} = 25 m \\[/tex]
7. Fałsz
Dane:
m = 8 kg
F = 12 N
f = 0,2
a = 0,5 m/s²
Rozwiązanie:
Policzmy przyspieszenie analogicznie do zadania 4.:
[tex]ma = F - mgf = -4 N[/tex]
Klocek nie zacznie się poruszać przy takiej sile, ponieważ nie przeważy ona siły tarcia.
8. Prawda
Dane:
α = 30 °
sinα = 0,5
t = 5 s
v = 90 km/h = 25 m/s
Rozwiązanie:
Policzmy prędkość ze wzoru na prędkość w ruchu jednostajnie przyspieszonym:
[tex]v = at = gsin\alpha t = \frac{gt}{2} = 25 \frac{m}{s}[/tex]
9. Prawda
Dane:
l = r = 0,4 m
f = 0,8 Hz
Szukane:
Aby woda się nie wylała siła ciężkości musi być równoważona przez siłę odśrodkową w momencie, gdy szklanka znajduje się do góry nogami (prędkość w ruchu po okręgu jest równa v = 2πrf):
[tex]mg = m \frac{v^2}{r} \\ g = 4\pi^2 f^2 r == > f = 0,8 Hz[/tex]
10. Prawda
Wyjaśnienie:
Aby ciało się poruszyło, siła ciężkości w płaszczyźnie równi musi być większa/równa sile tarcia: mgsinα ≥ mgcosαf, jeżeli f = 1, to: mgsinα ≥ mgcosα. Ponieważ cos 45° i sin 45° są sobie równe, wtedy ciało zacznie się zsuwać.