Zadania trudniejsze

Zadania trudniejsze

119.

Zależność przyspieszenia kątowego wirującej bryły sztywnej od czasu ilustruje równanie ε=(2,0−3,0t)rad/s2ε=(2,0−3,0t)rad/s2. Jeżeli bryła rozpoczyna ruch obrotowy w chwili t=0t=0, to:

  1. Jaka jest zależność jej prędkości kątowej od czasu?
  2. Jaka jest zależność jej położenia kątowego od czasu?
  3. O jaki kąt obróciła się w ciągu pierwszych 10 s?
  4. Jeżeli wektor wodzący pewnej cząstki tej bryły w chwili t=0t=0 wskazywał kąt 0∘0∘, to jaki kąt wskazuje on w chwili t=10st=10s?
120.

Przez ostatnie 100 lat długość ziemskiego dnia wzrosła o 0,002 s. Jeśli ten wzrost będzie trwał, to po jakim czasie Ziemia się zatrzyma?

121.

Gęstość powierzchniowa krążka o masie mm, promieniu RR i powierzchni AA zmienia się wraz z odległością osi obrotu, zgodnie ze wzorem σ=mr/ARσ=mr/AR, gdzie rr jest odległością od środka krążka (patrz poniższy rysunek). Wyznacz wartość momentu bezwładności krążka liczonego względem osi przechodzącej przez jego środek.

Rysunek przedstawia dysk o promieniu r obracający się wokół osi przechodzącej przez jego środek.
122.

Wyobraź sobie, że chciałbyś wydłużyć ziemski dzień do 28,0 h. Możesz tego dokonać przykładając na równiku siłę równoległą do jego płaszczyzny i skierowaną przeciwnie do kierunku obrotu Ziemi. Niestety, dysponujesz jedynie siłą 4,00⋅107N4,00⋅107N. Ile czasu zajęłoby ci wydłużenie dnia do takiej wartości?

123.

Sznurek nawinięty na walcu o promieniu 0,25 m jest ciągnięty z siłą 40 N (jak pokazano na poniższym rysunku). Walec jest zamontowany na łożyskach, których tarcie można pominąć, a jego moment bezwładności wynosi 6,0kg⋅m26,0kg⋅m2.

  1. Użyj twierdzenia o pracy i energii do obliczenia prędkości kątowej walca po rozwinięciu się sznurka o 5,0 m.
  2. Jeśli siła 40 N zostanie zastąpiona ciężarkiem o wadze 40 N, to jaka będzie prędkość kątowa walca po odwinięciu się sznurka o 5,0 m?
Rysunek pokazuje sznurek nawinięty na obręczy walca. Stała siła 40 N wywiera nacisk na sznurek i utrzymuje go w powietrzu.