Zadania z kinematyki i dynamiki
- Na Rys. 1 przedstawiono wykres zależności drogi od czasu dla pewnego ciała. Oblicz prędkość ciała w trzeciej i piątej sekundzie ruchu oraz prędkość średnią dla całego ruchu.
Rysunek 1: Zależność drogi od czasu
- Ze skrzyżowania rusza samochód w chwili, kiedy na następnym skrzyżowaniu odległym o \( d = 0.5 \) km zapala się zielone światło. Cykl zmiany świateł jest następujący: zielone-żółte-czerwone-zielone-żółte-czerwone itd., a czas świecenia się świateł przedstawia się następująco: zielone- \( t_1=25 \) s, żółte- \( t_{2}=3 \) s, czerwone- \( t_{3}= 20 \) s. Z jaką prędkością (średnią) powinien jechać samochód, aby na najbliższe skrzyżowanie wjechał przy zielonym świetle w dowolnym kolejnym cyklu zmiany świateł?
- Z wieży wyrzucono jednocześnie dwa ciała z jednakową prędkością \( v_{0} \), jedno pionowo do góry, a drugie pionowo w dół. Jak zmienia się z biegiem czasu odległość między tymi ciałami?
- Zależność wektora położenia ciała od czasu dana jest wzorem: \( {\bf r}(t)=[1+t,2t-t^2] \). Oblicz wartości bezwzględne prędkości początkowej i przyspieszenia.
- Dwa klocki o masach \( m=1 \) kg i \( m=2 \) kg, połączone sznurkiem są podnoszone pionowo do góry ze stałą prędkością (zob. Rys. 2 ). Jaka jest siła przyłożona do górnego sznurka, a jakie jest napięcie sznurka łączącego oba klocki?
Rysunek 2: Klocki podnoszone pionowo do góry ze stałą prędkością
- Odpowiedz na pytania (odpowiedź uzasadnij): Czy ciało może mieć zerową prędkość, a niezerowe przyspieszenie? Jeżeli wartość prędkości ciała pozostaje stała, to czy przyspieszenie tego ciała musi być równe zeru?
- Kruszenie kopalin silnym strumieniem wody jest jedną z metod stosowanych w górnictwie. Oblicz siłę, z jaką działa strumień wody o gęstości \( \rho=10^{3} \) kg/m \( ^{3} \) i przekroju poprzecznym \( S=0.01 \) m \( ^{2} \) poruszający się z prędkością \( v = 50 \) m/s. Zauważ, że przy zderzeniu ze ścianą woda traci całkowicie swój pęd.
- Dwie nieruchome łodzie znajdujące się na jeziorze połączone są długim sznurem. Człowiek znajdujący się na pierwszej łodzi ciągnie sznur, działając siłą \( F=50 \) N. Oblicz prędkość względną obu łodzi po czasie \( t=4 \) s działania siły. Ciężar pierwszej łodzi wraz z człowiekiem wynosi \( Q_{1}= 2000 \) N, a ciężar drugiej łodzi \( Q_{2}= 800 \) N. Opory ruchu można pominąć.
- Sanki ześlizgują się z górki o wysokości \( h= 4 \) m i kącie nachylenia \( \alpha= 30^{\circ} \) i dalej z rozpędu ślizgają się jeszcze po poziomym śniegu poza nią, zatrzymując się w odległość \( 10 \) m od podnóża górki. Ile wynosi współczynnik tarcia sanek o śnieg?
- Platforma kolejowa jest załadowana skrzyniami. Współczynnik tarcia statycznego między skrzyniami, a podłogą platformy wynosi \( 0.3 \). Pociąg, w którego składzie znajduje się platforma, jedzie z prędkością \( 60 \) km/h. Na jakim najkrótszym odcinku można zatrzymać pociąg, żeby nie spowodowało to ślizgania się skrzyń?