Test

Moduł III

  1. Na rysunku poniżej pokazano kulkę o masie m zawieszoną na końcu sznurka o długości L poruszającą się w płaszczyźnie poziomej, po okręgu ze stałą prędkością v. Gdy kulka zatacza okrąg, sznurek porusza się po powierzchni stożkowej i dlatego wahadło to nazywamy wahadłem stożkowym. Znajdź czas, w jakim kulka wykonuje jeden pełny obrót.


  2. Niewielkie ciało ześlizguje się bez tarcia z powierzchni półkuli o promieniu R. Na jakiej wysokości ciało oderwie się od niej?

  3. Na końcach pręta o długości 0.4 m, zamocowane są małe kule o masie m = 0.2 kg każda. Oblicz moment bezwładności tego układu względem osi prostopadłej do pręta, przechodzącej przez: a) środek pręta, b) przez jego koniec. Masa pręta M = 0.4 kg.

  4. Na obwodzie jednorodnego krążka o masie M = 1 kg i promieniu R = 10 cm nawinięta jest lekka nitka. Do końca nitki przymocowane jest ciało o masie m = 0.5 kg (rysunek poniżej). Znajdź przyspieszenie kątowe krążka, i przyspieszenie styczne ciała o masie m. Jakie jest naprężenie nitki? Krążek obraca się bez tarcia.


  5. Mamy do dyspozycji sprężynę, którą można rozciągnąć o 2 cm przykładając do niej siłę 8 N. Sprężynę zamocowano poziomo i do jej końca przyczepiono ciało o masie 1 kg. Następnie rozciągnięto ją o 4 cm od położenia równowagi i puszczono. Ponieważ ciało ślizga się po powierzchni bez tarcia zatem wykonuje ruch harmoniczny prosty. Oblicz (a) współczynnik sprężystości sprężyny (b) siłę z jaką działa sprężyna na ciało zaraz po jego puszczeniu? (c) okres drgań, (d) amplitudę ruchu, (e) maksymalna prędkość drgającego ciała, (f) maksymalne przyspieszenie ciała?

  6. Ciało znajduje się na poziomej powierzchni, która porusza się poziomo prostym ruchem harmonicznym z częstotliwością dwóch drgań na sekundę. Współczynnik tarcia statycznego między ciałem, a tą powierzchnią wynosi μs = 1. Jak duża może być amplituda tego ruchu, aby ciało nie ślizgało się po powierzchni?

  7. W jakiej odległości d od środka należy zamocować jednorodny pręt o długości 1 m, aby pręt tworzył wahadło fizyczne o najmniejszym okresie?

  8. Oblicz jaki jest współczynnik tłumienia β ruchu harmonicznego jeżeli jego amplituda maleje dwukrotnie w czasie t = 1 min. Ile razy zmalała w tym czasie energia drgań?