wszystko z zasady niutona, zachowania pędu i tarcie.
treść zadania :
1.człowiek o masie 60kg i prędkości 8km/h wskoczył na wózek o masie 90kg i prędkości 4km/h. jaka jest prędkość końcowa.
2.Jaką siłą należy oddziałać na ciało o masie 15 kg aby w pierwszych 10s przebyło drogę 200m
3. na klocek o masie 10kg znajduje się na poziomym podłożu i działa pozioma siła 100N z jakim przyspieszeniem poruszać się będzie klocek, jeżeli współczynnik tarcia wynosi 0,2
4.W klocek o masie 10kg trafił pocisk o masie 0,01kg i prędkością 500m/s jaka będzie prędkość klocka po trafieniu pocisku.
5.Jaką drogę przebędzie łyżwiarz mając szybkość początkową 10m/s do chwili zatrzymania, jeżeli współczynnik tarcia wynosi 0,05
6.Jakie przyspieszenie uzyska ciało o masie 30kg w czasie 10s od chwili ruszenia pod działaniem siły 60N.
1.
8 km/h=2,22 m/s 4 km/h=1,11 m/s
Pęd człowieka
p1=m1*v1=60*2,22=133,33 kgm/s
Pęd wózka
p2=m2*v2=90*1,11=99,9 kgm/s
Pęd układu wózek-człowiek
p3=(m1+m2)*v3
Jednocześnie z zasady zachowania pędu
p1+p2=p3
p1+p2=(m1+m2)*v3
v3=(p1+p2)/(m1+m2)
v3=(133,33+99,9)/(90+60)=1,56 m/s=5,6 km/h
2.
Ruch jednostajnie przyspieszony
s=1/2*a*t^2
a=2*s/t^2=2*200/100=4 m/s^2
F=m*a=15*4=60 N
3.
Ciężar klocka
F1=m*g=10*10=100 N
Tarcie
T=u*F1=0,2*100=20 N
Siła wypadkowa
F2=F-T=100-20=80 N
Przyspieszenie
a=F/m=80/10=80/10=8 m/s^2
4.
Pęd pocisku
p1=m1*v1=0,01*500=5 kgm/s
Pęd układu klocek pocisk
p2=(m1+m2)*v2
p1=p2 zasada zachowania pędu
5=(10+0,01)*v2
v2=5/10,01=0,4995 m/s
5.
Brak masy łyżwiarza.
6.
a=F/m=60/30=2 m/s^2 przyspieszenie będzie stałe, bo siła jest stała. Natomiast przyrost prędkości
deltaV=a*deltaT
deltaV=2*10=20 m/s
Ponieważ startuje ze stanu spoczynkowego, zatem po 10 s uzyska 20 m/s