Εσωτερικές Αλληλεπιδράσεις Νο 2.

Η οριζόντια και ομογενής ράβδος ΑΒ του διπλανού σχήματος, έχει μήκος L=0.6m και μάζα M=3kg. Στα άκρα της ράβδου, έχουν στερεωθεί δύο σφαιρίδια αμελητέων διαστάσεων μάζας m=0.5kg το καθένα. Η ράβδος μπορεί να περιστρέφεται γύρω από κατακόρυφο αβαρή λεπτό σωλήνα αλλά όχι αμελητέων διαστάσεων, που περνά από το κέντρο της. Στο σωλήνα έχει προσαρμοστεί, σταθερά, ομογενής κύλινδρος μάζας Mκ=1kg και ακτίνας Rκ=0.2m. Γύρω από τον κύλινδρο είναι τυλιγμένο πολλές φορές λεπτό, αβαρές νήμα σταθερού μήκους, στην ελεύθερη άκρη του οποίου αναρτάται μέσω αβαρούς τροχαλίας, που μπορεί να περιστρέφεται χωρίς τριβές, ένα σώμα Σ μάζας m1=1.25kg. Αρχικά το σώμα Σ και το σύστημα (ράβδος, σφαιρίδια και κύλινδρος) είναι ακίνητα. Τη χρονική στιγμή t=0 το σώμα Σ αφήνεται να κινηθεί κατακόρυφα και το σύστημα ξεκινά να περιστρέφεται, ενώ το νήμα δεν ολισθαίνει.

i)  Το μέτρο της γωνιακής επιτάχυνσης του συστήματος κυλίνδρου είναι:

α) α_γ=5r/s²                               β) α_γ=10r/s²                   γ) α_γ=20r/s²

ii)      Η εσωτερική ροπή που δέχεται ο κύλινδρος από το λεπτό κατακόρυφο σωλήνα έχει μέτρο:

α) τ₁=2Ν·m                             β) τ₁=3Ν·m                  γ) τ₁=1,8N·m

Συνέχεια