Mikola verseny 1996., 3. forduló 10. osztály 3. feladat 19365

Az ábrán látható $M$ tömegű kiskocsi lejtősen kialakított teteje egy $R=1\ \mathrm{m}$ sugarú hengerfelület $\displaystyle \frac{1}{6}$‑od része. A kiskocsin lévő lejtő aljához $v_0$ vízszintes irányú sebességgel egy kis méretű test érkezik, amelynek tömege feleakkora, mint a kiskocsié. A lejtő és a test, illetve a kocsi és a talaj között a súrlódás elhanyagolható.

a)  Legfeljebb mekkora lehet $v_0$, hogy a test ne essen a kocsi elé?

$v_0=3,873\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$

Tehát a test sebessége legfeljebb $3,873\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$ lehet.

b)  Mekkora a kocsi sebessége, amikor a test elhagyja, ha $v_0=3\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$?

$v_2=\displaystyle \frac{2}{3}\ v_0+2\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$

Tehát a kocsi sebessége a test leesésének pillanatában $2\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$

b)  Mekkora a kocsi sebessége, amikor a test elhagyja, ha $v_0=6\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$?

$v_1=4,732\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$

Tehát a kocsiról a test $4,732\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$ sebességgel repül le.