Σάββατο, 2 Απριλίου 2011

Μια κύλιση και μια ταλάντωση. ΘΕΜΑ 21ο

ΘΕΜΑ Δ
Ομογενής κυκλικός τροχός (Τ) μάζας M=8kg εφάπτεται σε οριζόντιο δάπεδο και είναι τυλιγμένος με αβαρές μη εκτατό νήμα μεγάλου μήκους. Το νήμα έχει περαστεί από αβαρή τροχαλία (ρ) και στο ελεύθερο άκρο του έχουμε κρεμάσει μικρό σώμα (σ) μάζας m=4kg. Το σύστημα τροχός (Τ)-σώμα (σ) συγκρατείται ακίνητο και το νήμα είναι τεντωμένο. Το τμήμα του νήματος που συνδέει τον τροχό (Τ) με την τροχαλία (ρ) είναι οριζόντιο. Ιδανικό ελατήριο σταθεράς K=100N/m ισορροπεί έχοντας το κάτω άκρο του στερεωμένο. Ο άξονάς του ταυτίζεται με τη διεύθυνση του νήματος από το οποίο κρέμεται το σώμα (σ).
1. Απελευθερώνουμε το σύστημα τροχός (Τ)-σώμα (σ). Ο τροχός κυλίεται χωρίς ολίσθηση καθώς το νήμα ξετυλίγεται από την επιφάνειά του χωρίς να ολισθαίνει. Το σώμα (σ) κατέρχεται κατακόρυφα. Να υπολογίσετε
(i) τη μεταφορική επιτάχυνση του τροχού (Τ).
(iiτην αύξηση της μεταφορικής κινητικής ενέργειας του τροχού (Τ) όταν η συνολική η συνολική κινητική ενέργεια του συστήματος τροχός (Τ)-σώμα (σ), είναι 100J.  
2. Το σώμα (σ) συναντά το ελατήριο έχοντας ταχύτητα u0=1,5m/s και προσκολλάται ακαριαία στο ελεύθερο άκρο του, χωρίς απώλεια ενέργειας. Την ίδια στιγμή κόβουμε το νήμα. Να υπολογίσετε το πλάτος ταλάντωσης.  
Η ροπή αδράνειας του τροχού ως προς τον άξονά του είναι Ι=ΜR2. Όλες οι κινήσεις γίνονται στο ίδιο κατακόρυφο επίπεδο. Αντίσταση αέρα δεν υπάρχει. Δίνεται g=10m/s2.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου