Kotalno gibanje – težave in rešitve

1. Votlo valjasto telo (I = m R² ) se kotali brez zdrsa po grobi nagnjeni ravnini z začetno hitrostjo 10 m/s. Nagnjena ravnina ima kot elevacije θ z tan θ = 0.75. Če je gravitacijski pospešek g = 10 ms⁻² in se hitrost telesa zmanjša na 5 ms⁻¹ , potem je razdalja telesa na nagnjeni ravnini

Znano:

Vztrajnostni moment votlega valja (I) = m

Višinski kot = θ , kjer je tan θ = 0.75 = 75/100 = opp / adj

Sin θ = opp / hyp = 75/125 = 3/5 = 0.6

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/

Začetna hitrost (v o ) = 10 m/s

Končna hitrost (vt ) = 5 m/s

Išče se: Razdalja Kotalno gibanje - težave in rešitve 1

Rešitev:

Izračunajte višino, ki jo doseže valj, z uporabo enačbe ohranitve mehanske energije.

Kotalno gibanje - težave in rešitve 2

Začetna višina (h o ) = 0 metrov

Začetna hitrost (v o ) = 10 m/s

Glej tudi  Impulzna enačba

Končna hitrost (vt ) = 5 m/s

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/

Kotalno gibanje - težave in rešitve 3

Valj doseže višino 7.5 metra.

Prepotovana razdalja s valjem:

Kotalno gibanje - težave in rešitve 4

Prepotovana razdalja je 12.5 metra.

Pravilen odgovor je A.

Opis enačbe:

o = začetna, t = končna, ME = mehanska energija , PE = potencialna energija, KE = kinetična energija , m = masa , g = gravitacijski pospešek, h = višina, v = linearna hitrost, ω = kotna hitrost , I = vztrajnostni moment, R = polmer valja

2. Trden valj (I = ½ m R² ) z maso 3 kg se kotali brez zdrsa po grobi nagnjeni ravnini z nagnjenim kotom θ, pri čemer je sin θ = 0.6. Če je gravitacijski pospešek g = 10 ms⁻² in je začetna hitrost telesa 10 m/s, potem je dolžina nagnjene ravnine, ki jo prepotuje telo, enaka…

Znano:

Vztrajnostni moment polnega valja (I) = ½ m

Glej tudi  Tlak trdnih snovi – problemi in rešitve

Masa valja = 3 kg

Začetna hitrost (v o ) = 10 m/s

Končna hitrost (v t ) = 0 m/s (predmet se ustavi)

Višinski kot ( θ ) = θ , kjer je sin θ = 0.6 = 6/10 = opp/hyp

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/s2Kotalno gibanje - težave in rešitve 5

Iščemo: dolžino nagnjene ravnine, ki jo prepotuje predmet

Rešitev:

Izračunajte višino, ki jo doseže valj, z uporabo enačbe ohranitve mehanske energije.

Kotalno gibanje - težave in rešitve 6

Kotalno gibanje - težave in rešitve 7

Začetna višina (h o ) = 0 metrov

Začetna hitrost (v o ) = 10 m/s

Končna hitrost (v t ) = 0 m/s (predmet se ustavi)

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/

Kotalno gibanje - težave in rešitve 8

Valj doseže višino 7.5 metra.

Prepotovana razdalja s valjem:

Kotalno gibanje - težave in rešitve 9

Prepotovana razdalja je 12.5 metra.

3. Votlo valjasto telo (I = m R² ) s polmerom R se kotali brez zdrsa po grobi nagnjeni ravnini s kotom α, kjer je sin α = 0.8. Če je gravitacijski pospešek g = 10 ms⁻² in je začetna hitrost 8 ms⁻¹ , potem je dolžina nagnjene ravnine, ki jo telo doseže, preden se ustavi, enaka…

Glej tudi  Velikost in smer električnih polj - problemi in rešitve

Znano:

Vztrajnostni moment polnega valja (I) = m

Začetna hitrost (v o ) = 8 m/s

Končna hitrost (v t ) = 0 m/s (predmet se ustavi)

Višinski kot nagnjene ravnine ( θ ) = θ , kjer je sin θ = 0.8

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/

Išče se: Prepotovana razdalja z valjem

Rešitev:

Izračunajte višino, ki jo doseže valj, z uporabo enačbe ohranitve mehanske energije.

Kotalno gibanje - težave in rešitve 10

Kotalno gibanje - težave in rešitve 11

Začetna višina (h o ) = 0 metrov

Začetna hitrost (v o ) = 8 m/s

Končna hitrost (vt ) = 0 m/s

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/

Kotalno gibanje - težave in rešitve 12

Valj doseže višino 6.4 metra.

Prepotovana razdalja s valjem:

Kotalno gibanje - težave in rešitve 13

Prepotovana razdalja je 8 metra.

Pustite komentar