Μέχρι να πέσει το σώμα…

Γύρω από έναν κύλινδρο μάζας Μ=20kg και ακτίνας R=0,5m είναι τυλιγμένο ένα νήμα, στο άκρο του οποίου έχει δεθεί ένα σώμα Σ μάζας 1kg το οποίο θεωρούμε υλικό σημείο. Το σώμα Σ είναι τοποθετημένο σε ακλόνητο τραπέζι, ενώ ο κύλινδρος στο λείο έδαφος, με τέτοιο τρόπο ώστε το νήμα που συνδέει τα δυο σώματα να είναι οριζόντιο και τεντωμένο. Το σώμα Σ απέχει κατά d=1m από το άκρο του τραπεζιού, ενώ παρουσιάζει συντελεστή τριβή μ=0,09 με την επιφάνεια του τραπεζιού. Σε μια στιγμή t₀=0 ασκούμε στο κέντρο του κυλίνδρου οριζόντια σταθερή δύναμη F=5Ν. Να υπολογιστούν:

i)  Η επιτάχυνση του σώματος Σ και η επιτάχυνση του άξονα του κυλίνδρου.

ii) Το έργο της δύναμης F, μέχρι τη στιγμή που το σώμα Σ εγκαταλείπει το τραπέζι.

iii) Την κινητική ενέργεια κάθε σώματος την παραπάνω στιγμή.

Δίνεται η ροπή αδράνειας του κυλίνδρου ως προς τον άξονά του Ι= ½ ΜR² και g=10m/s².

Απάντηση:

ή

Μέχρι να πέσει το σώμα…