g 2 f 2 ω 4 r 2 4 R2 π 2 dla każdej odległości r położenia pracownika od środka tarczy. Ostatecznie:

Podobne dokumenty
Zadanie na egzamin 2011

Fizyka I. Kolokwium

Bryła sztywna. Fizyka I (B+C) Wykład XXIII: Przypomnienie: statyka

v 6 i 7 j. Wyznacz wektora momentu pędu czaski względem początku układu współrzędnych.

Prawa ruchu: dynamika

Praca domowa nr 2. Kinematyka. Dynamika. Nieinercjalne układy odniesienia.

Praca. Siły zachowawcze i niezachowawcze. Pole Grawitacyjne.

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego zadania fizyka, wzory fizyka, matura fizyka

Ćwiczenie M-2 Pomiar przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Cel ćwiczenia: II. Przyrządy: III. Literatura: IV. Wstęp. l Rys.

Zakład Dydaktyki Fizyki UMK

Zasady dynamiki Isaak Newton (1686 r.)

WYZNACZANIE MOMENTU BEZWŁADNOŚCI CIAŁ METODĄ WAHADŁA FIZYCZNEGO GRAWITACYJNEGO I SPRAWDZANIE TWIERDZENIA STEINERA ĆWICZENIE

Ćwiczenie: "Dynamika"

RUCH OBROTOWY- MECHANIKA BRYŁY SZTYWNEJ

Bryła sztywna. Fizyka I (B+C) Wykład XXI: Statyka Prawa ruchu Moment bezwładności Energia ruchu obrotowego

RUCH OBROTOWY- MECHANIKA BRYŁY SZTYWNEJ

Wydział Inżynierii Środowiska; kierunek Inż. Środowiska. Lista 2. do kursu Fizyka. Rok. ak. 2012/13 sem. letni

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego zadania fizyka, wzory fizyka, matura fizyka

I. DYNAMIKA PUNKTU MATERIALNEGO

MECHANIKA 2 Wykład 7 Dynamiczne równania ruchu

5) W czterech rogach kwadratu o boku a umieszczono ładunki o tej samej wartości q jak pokazano na rysunku. k=1/(4πε 0 )

MECHANIKA 2 RUCH POSTĘPOWY I OBROTOWY CIAŁA SZTYWNEGO. Wykład Nr 2. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Bryła sztywna Zadanie domowe

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 13 RUCH OBROTOWY BRYŁY SZTYWNEJ. CZĘŚĆ 3

Bąk wirujący wokół pionowej osi jest w równowadze. Momenty działających sił są równe zero (zarówno względem środka masy S jak i punktu podparcia O).

MECHANIKA 2. Praca, moc, energia. Wykład Nr 11. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

MECHANIKA 2. Zasady pracy i energii. Wykład Nr 12. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Mechanika ogólna. Kinematyka. Równania ruchu punktu materialnego. Podstawowe pojęcia. Równanie ruchu po torze (równanie drogi)

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne. opis ruchu drgającego a w szczególności drgań wahadła fizycznego

Theory Polish (Poland) Przed rozpoczęciem rozwiązywania przeczytaj ogólne instrukcje znajdujące się w osobnej kopercie.

Dynamika ruchu obrotowego 1

Fizyka 11. Janusz Andrzejewski

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 9 1.XII Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Dynamika ruchu postępowego, ruchu punktu materialnego po okręgu i ruchu obrotowego bryły sztywnej

PRACA Pracą mechaniczną nazywamy iloczyn wartości siły i wartości przemieszczenia, które nastąpiło zgodnie ze zwrotem działającej siły.

Bryła sztywna. Wstęp do Fizyki I (B+C) Wykład XXI:

Materiały pomocnicze 5 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Bryła sztywna. Fizyka I (B+C) Wykład XXII: Porównanie ruchu obrotowego z ruchem postępowym. Bak Precesja Żyroskop

Pierwsze dwa podpunkty tego zadania dotyczyły równowagi sił, dla naszych rozważań na temat dynamiki ruchu obrotowego interesujące będzie zadanie 3.3.

Fizyka I (mechanika), rok akad. 2011/2012 Zadania na ćwiczenia, seria 2

Ws-ka: Proszę zastosować zasadę zachowania momentu pędu (ale nie pędu) do zderzenia kulki z prętem.

MECHANIKA 2. Wykład Nr 3 KINEMATYKA. Temat RUCH PŁASKI BRYŁY MATERIALNEJ. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Podstawy fizyki wykład 4

Ruch obrotowy bryły sztywnej. Bryła sztywna - ciało, w którym odległości między poszczególnymi punktami ciała są stałe

ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM FIZYKA I ASTRONOMIA

14 POLE GRAWITACYJNE. Włodzimierz Wolczyński. Wzór Newtona. G- stała grawitacji 6, Natężenie pola grawitacyjnego.

Przykładowe zadania/problemy egzaminacyjne. Wszystkie bezwymiarowe wartości liczbowe występujące w treści zadań podane są w jednostkach SI.

Podstawy fizyki wykład 4

Ruch pod wpływem sił zachowawczych

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego (Katera)

14R2 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - II POZIOM ROZSZERZONY

MECHANIKA 2. Zasady pracy i energii. Wykład Nr 12. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Bryła sztywna. Wstęp do Fizyki I (B+C) Wykład XIX: Prawa ruchu Moment bezwładności Energia ruchu obrotowego

3. Zadanie nr 21 z rozdziału 7. książki HRW

Elementy dynamiki klasycznej - wprowadzenie. dr inż. Romuald Kędzierski

Drgania - zadanka. (b) wyznacz maksymalne położenie, prędkość i przyspieszenie ciała,

Materiały pomocnicze 6 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

14R POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM ROZSZERZONY (od początku do grawitacji)

Treści dopełniające Uczeń potrafi:

M2. WYZNACZANIE MOMENTU BEZWŁADNOŚCI WAHADŁA OBERBECKA

Wykład 10. Ruch w układach nieinercjalnych

Fizyka elementarna materiały dla studentów. Części 9, 10 i 11. Moment pędu. Moment bezwładności.

PF11- Dynamika bryły sztywnej.

ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM FIZYKA I ASTRONOMIA

Rozwiązania zadań egzaminacyjnych (egzamin poprawkowy) z Mechaniki i Szczególnej Teorii Względności

14P POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM PODSTAWOWY (od początku do grawitacji)

Równania różniczkowe opisujące ruch fotela z pilotem:

O 2 O 1. Temat: Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego

Dynamika: układy nieinercjalne

Wyznaczanie momentów bezwładności brył sztywnych metodą zawieszenia trójnitkowego

Grawitacja - powtórka

Mechanika ogólna / Tadeusz Niezgodziński. - Wyd. 1, dodr. 5. Warszawa, Spis treści

Egzamin z fizyki Informatyka Stosowana

Prawa ruchu: dynamika

Podstawy fizyki sezon 1 V. Ruch obrotowy 1 (!)

Kinematyka: opis ruchu

12 RUCH OBROTOWY BRYŁY SZTYWNEJ I. a=εr. 2 t. Włodzimierz Wolczyński. Przyspieszenie kątowe. ε przyspieszenie kątowe [ ω prędkość kątowa

Opis ruchu obrotowego

Metody Optymalizacji Laboratorium nr 4 Metoda najmniejszych kwadratów

14-TYP-2015 POWTÓRKA PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII ROZSZERZONY

Dynamika ruchu obrotowego

Zadania z fizyki. Wydział PPT

MECHANIKA II. Dynamika ruchu obrotowego bryły sztywnej

Aktualizacja, maj 2008 rok

Zderzenia. Fizyka I (B+C) Wykład XVI: Układ środka masy Oddziaływanie dwóch ciał Zderzenia Doświadczenie Rutherforda

A = (A X, A Y, A Z ) A X i + A Y j + A Z k A X e x + A Y e y + A Z e z wektory jednostkowe: i e x j e y k e z.

- Wydział Fizyki Zestaw nr 2. Krzywe stożkowe

Zad. 4 Oblicz czas obiegu satelity poruszającego się na wysokości h=500 km nad powierzchnią Ziemi.

Wektor położenia. Zajęcia uzupełniające. Mgr Kamila Rudź, Podstawy Fizyki.

FIZYKA Kolokwium nr 2 (e-test)

VI. CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY (CZ. 1)

Odp.: F e /F g = 1 2,

Zasada zachowania energii

Jan Awrejcewicz- Mechanika Techniczna i Teoretyczna. Statyka. Kinematyka

Astronomia. Znając przyspieszenie grawitacyjne planety (ciała), obliczyć możemy ciężar ciała drugiego.

PODSTAWY FIZYKI - WYKŁAD 3 ENERGIA I PRACA SIŁA WYPORU. Piotr Nieżurawski. Wydział Fizyki. Uniwersytet Warszawski

Zasada zachowania energii

Fizyka 1(mechanika) AF14. Wykład 5

1. Kinematyka 8 godzin

MAGNETYZM. PRĄD PRZEMIENNY

Transkrypt:

Fizyka I, Kolokwium (07.0.03) Zadanie. Jedną z atrakcji wesołego miasteczka jest duża, pozioma tarcza o promieniu R wirująca z prędkością kątową ω. W poprzek sceny należy przejść nie tracąc równowagi. Pracownik wesołego miasteczka założył się z kolegami, że startując ze środka tarczy i idąc ze stałą prędkością wzdłuż wymalowanego na tarczy promienia dotrze do brzegu tarczy w chwili, gdy wykona ona połowę obrotu. Czy wygra zakład, jeśli współczynnik tarcia między powierzchnią tarczy i podeszwami butów pracownika wynosi f? Przyspieszenie ziemskie wynosi g. Rozwiązanie: Siła tarcia równa mgf, gdzie m jest masą pracownika, musi być przez cały czas ruchu nie mniejsza od wartości wypadkowej sumy sił: odśrodkowej i siły Coriolisa. Prędkość pracownika (zgodna z warunkami zadania) to v Rω/π. Stąd warunek powodzenia zamiaru pracownika to: g f ω 4 r 4 R π dla każdej odległości r położenia pracownika od środka tarczy. Ostatecznie: g f ω 4 R 4 π. Jeśli starczy czasu można dodatkowo narysować wykres toru ruchu pracownika względem układu inercjalnego (z początkiem układu współrzędnych np. Przy kasie miasteczka), żeby unaocznić jego zakrzywienie. Zadanie 9. Zadanie Współczesne, wersja Akarabiny snajperskie nadają pociskowi prędkość rzędu 000 m/s. Oszacuj, jakie jest maksymalne odchylenie pocisku wywołane siłą Coriolisa przy strzelaniu równolegle do Sonda powierzchni kosmiczna ziemi została na umieszczona odległość 00 na m. orbicie W jakich kołowej warunkach nad równikiem wartość tego i okrąża odchylenia Ziemię jest w ciagu T7.45 maksymalna, godziny. Znajdź a w jakich promień minimalna? orbity sondy oraz prędkość z jaką sonda porusza się na tej orbicie. Jaka jest minimalna wartość, o którą powinna wzrosnąć prędkość sondy, żeby mogła odlecieć w kierunku Rozwiązanie: innych planet? Przyjmij promień Ziemi R Z 635 km, przyspieszenie na powierzchni Ziemi g0m/s Na początek. Wskazówka: proponuję T 0 przypomnieć 4 s, R Z 0 studentom, 3 m, przyjmij, jak skierowany że wzrost jest prędkości wektor prędkości sondy następuje w zaniedbywalnie kątowej jest krótkim to kierunek czasie. nieoczywisty, np. dla ruchu wirowego Ziemi, jest on równoległy do osi Ziemi, ze zwrotem na północ (czyli na globusie do góry). Nie zaszkodzi też przypomnieć definicję iloczynu wektorowego, w szczególności znajdowanie kierunku i zwrotu wektorawyniku. Przyspieszenie Coriolisa a C v ω. Dla efektu związanego z ruchem na wirującej Ziemi wartość minimalna (przy ruchu wzdłuż południka) a C vωsin ϕ gdzie φ jest szerokością geograficzną, zaś maksymalna (przy ruchu wzdłuż równoleżnika) a C vω

Zadanie 3 (d om owe nr 4 z serii 7) Na obu końcach, poziomego, jednorodnego walca o masie M o promieniu R przymocowano nieważkie krążki o promieniu r < R tak, że ich osie pokrywają się z osią walca. Na każdy z krążków nawinięto nieważką nić w taki sposób, że obie nici mogą się swobodnie odwijać, gdy walec zostanie na nich zawieszony w polu siły ciężkości o natężeniu g. Znaleźć przyspieszenie z jakim zawieszony walec opuszcza się w trakcie odwijania nici. Znaleźć prędkość kątową do jakiej rozpędzi się nieruchomy początkowo walec opuszczając się o wysokość H oraz prędkość środka masy, jaką wtedy uzyska. Moment bezwładności walca o masie m i promieniu R wynosi I mr. Wartości liczbowe: M kg, R 0 cm, r 0 cm, H 30 cm, g 0 m/s. Rozwiązanie: I metoda Siła ciężkości F g przyłożona jest do środka masy szpulki, tworzy ona moment siły rf g względem punktu O (kontakt nitki ze szpulką). Moment bezwładności szpulki względem O: Równanie ruchu: rf g Iε. Przyspieszenie liniowe środka masy: a rε Ponieważ H Stąd a r F g r Mg r R + r I MR + Mr g I MR + Mr a cont, ciało w czasie Δt opuści się na odległość H: ( Δt ) ( ) Δv Δv a a a. 4r Δv ah gh, a ponieważ ciało w chwili t 0 spoczywało, więc R + r 4r ostatecznie: v ah gh R + r v 4gH Prędkość kątowa szpulki: ω i ω. r R + r r 0, 0 m 0 m Odp. a g, R + r 0, + 0, s 3 s 4r 4 0. 0 0,3 m m v ah gh, R + r 0, + 0, s s 4gH ω R + r 4 0 0,3 0, + 0, s 0 s.

II metoda Równania ruchu względem środka masy szpulki: Ma Mg T Iε rt I MR εr a I T a r I Ma Mg a r M M r a g g g I M + MR r + R M + r r III metoda Z zasady zachowania energii: ( Δv ) ( Δω) MgH M + I, gdzie I MR. ( Δω) MgH ( I + Mr ) MgH Δω, a ponieważ ciało w chwili t 0 spoczywało więc ostatecznie I + Mr ω MgH MR + Mr 4gH R + r. Prędkość linowa środka masy bryły: v ω r, więc v 4gHr R + r

Imi i Nazwisko:... Nr. albumu:... Grupa wiczeniowa:... Fizyka I (0/03) Kolokwium 7.0.03 Pytania testowe (A) Na ka»de pytanie jest dokªadnie jedna prawidªowa odpowied¹. Nale»y j zaznaczy stawiaj c czytelny znak X w odpowiedniej kratce. Otoczenie zakre±lonej kratki kóªkiem anuluje odpowied¹. Ponownego wyboru anulowanej wcze±niej odpowiedzi mo»na dokona czytelnie wypisuj c odpowiedni liter przy numerze pytania. Za dobr odpowied¹ uzyskuje si punkt, za zª -0.5 punktu.. W jednorodnym polu magnetycznym cz stka mo»e porusza si po AX okr gu B hiperboli C elipsie D paraboli. W przypadku czªkowitej energii E 0 ruch w centralnym polu grawitacyjnym odbywa si po A hiperboli BX paraboli C elipsie D okr gu 3. Do±wiadczenie Rutherforda (9) doprowadziªo do koncepcji AX punktowego j dra atomowego B punktowego elektronu C powªokowego modelu j dra D jednorodnego rozkªadu ªadunku w atomie 4. Przy nieznacznym wychyleniu z poªo»enia równowagi chwiejnej ±rodek masy bryªy sztywnej A przesunie si poziomo B podniesie si CX obni»y si D nie zmieni poªo»enia 5. Stabilny ruch wirowy bryªy swobodnej mo»liwy jest tylko wokóª osi gªównej o momencie bezwªadno±ci A najmniejszym B najwi kszym CX najwi kszym lub najmniejszym D po±rednim 760

Imi i Nazwisko:... Nr. albumu:... Grupa wiczeniowa:... Fizyka I (0/03) Kolokwium 7.0.03 Pytania testowe (B) Na ka»de pytanie jest dokªadnie jedna prawidªowa odpowied¹. Nale»y j zaznaczy stawiaj c czytelny znak X w odpowiedniej kratce. Otoczenie zakre±lonej kratki kóªkiem anuluje odpowied¹. Ponownego wyboru anulowanej wcze±niej odpowiedzi mo»na dokona czytelnie wypisuj c odpowiedni liter przy numerze pytania. Za dobr odpowied¹ uzyskuje si punkt, za zª -0.5 punktu.. W jednorodnym polu elektrycznym cz stka mo»e porusza si po A elipsie B hiperboli C okr gu DX paraboli. W przypadku czªkowitej energii E > 0 ruch w centralnym polu grawitacyjnym odbywa si po A paraboli B okr gu CX hiperboli D elipsie 3. Cz ± masy atomu skupiona w j drze atomowym to okoªo A 0.5 B 0.95 CX 0.999 D 0.99 4. Przy nieznacznym wychyleniu z poªo»enia równowagi trwaªej ±rodek masy bryªy sztywnej A obni»y si BX podniesie si C przesunie si poziomo D nie zmieni poªo»enia 5. Bryªa wprawiana w ruch wirowy ze staª pr dko±ci k tow, przyjmie uªo»enie odpowiadaj ce A maksymalnej energii potencjalnej B minimalnej energii kinetycznej C minimalnej warto±ci momentu p du DX maksymalnej warto±ci momentu p du 500655