Άλλος ισορροπεί … άλλος κινείται … και άλλος ακούει!

Ο ομογενής δίσκος του σχήματος μάζας Μ = 2 kg και ακτίνας R₂ = 0,4 m έχει ένα αυλάκι ακτίνας R₁ = 0,2 m. Στο κέντρο του δίσκου υπάρχει πηγή αμελητέας μάζας που εκπέμπει ήχο συχνότητας f_s = 1.014 Ηz ενώ γύρω από το αυλάκι είναι τυλιγμένο αβαρές και μη εκτατό νήμα. Αρχικά ο δίσκος ισορροπεί  βρισκόμενος πάνω σε ομογενή ράβδο ΟΓ μήκους L= 0,96 m και μάζας m = 3 kg στη θέση Α που φαίνεται στο σχήμα. Στο άκρο της ράβδου (σημείο Ο) υπάρχει ακλόνητη άρθρωση γύρω από την οποία η ράβδος μπορεί να περιστρέφεται χωρίς τριβές ενώ στο άλλο άκρο της Γ είναι δεμένο νήμα που το ελεύθερο άκρο του δένεται στο ταβάνι, σχηματίζοντας με αυτό γωνία 30^ο, όπως φαίνεται στο σχήμα. Να βρείτε:

α. Την τάση του νήματος.

Τη χρονική στιγμή t = 0 ασκείται στο ελεύθερο άκρο του νήματος σταθερή δύναμη F = 12 N που σχηματίζει γωνία 60^ο με την ράβδο έτσι ώστε το νήμα να είναι συνεχώς εφαπτομενικό στο εσωτερικό αυλάκι, με αποτέλεσμα να αρχίσει o δίσκος να κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει κατά μήκος του ράβδου.

β. Για ποιες τιμές του συντελεστή στατικής τριβής ο δίσκος κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει;

γ. Ποιος είναι ο ρυθμός μεταβολής της κινητικής ενέργειας του δίσκου όταν φτάνει στο άκρο της ράβδου;

Η συνέχεια της εκφώνησης ΕΔΩ και η λύση ΕΔΩ