Mikola verseny 2022., 2. forduló 9. osztály gimnázium 4. feladat



Vízszintes felületen egy $0,1\ \mathrm{kg}$ tömegű test a súrlódás miatt lassuló körmozgást végez a testhez rögzített, megfeszült fonál hatására. A fonál hossza $L=1\ \mathrm{m}$ és a vége a vízszintes felület fölött $h=50\ \mathrm{cm}$ magasan van rögzítve. A test és a felület között a csúszási súrlódási együttható $0,5$.

a)  Mekkora a fonálerő abban a pillanatban, amikor a test sebessége $1\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$‑ra csökken?

$K=0,133\ \mathrm{N}$

b)  Mekkora a test gyorsulása ebben a pillanatban?

$a=4,81\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{\ s^2}}$

c)  Ábrázoljuk a nyomóerőt a test sebességének függvényében!



$N=1-0,066v^2$

d)  Legfeljebb mekkora lehetett a fonálra merőleges kezdősebesség?

(Szkladányi András, Baja)

A zérushely $v=\sqrt{\displaystyle \frac{1}{0,066}}\approx 3,87\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$ ennél nagyobb kezdősebesség esetén a test elválik a felülettől.