Zadanie: Matura CKE Listopad 2009 (Fizyka Rozszerzona)

Question

Zadanie 1. Skrzynia (12 pkt)
Na skrzynię o masie $20 	ext{ kg}$ działa równoległa do podłoża siła zmieniająca się jednostajnie w czasie. Zmianę wartości siły tarcia w funkcji działającej siły przedstawiono na rysunku. W obliczeniach przyjmij $g = 10 \dfrac{	ext{m}}{	ext{s}^2}$.
[img1] Pytanie 1: Do spoczywającej skrzyni przyłożono siły:
a) $F  20 	ext{ N}$.
Narysuj siły działające na skrzynię w obu przypadkach.
[odp_graficzna1] Pytanie 2: Korzystając z wykresu, oblicz wartość współczynnika tarcia statycznego.
[odp_otwarta1] Pytanie 3: Do skrzyni wrzucono $20 	ext{ kg}$ jabłek. Pozioma siła o stałej wartości działająca na skrzynię powoduje ruch skrzyni ze stałą szybkością $10 \dfrac{	ext{m}}{	ext{s}}$. Oblicz wartość przyłożonej siły, jeżeli współczynnik tarcia kinetycznego $\mu = 0,05$.
[odp_otwarta1] Pytanie 4: Z jaką mocą powinien pracować silnik elektryczny, aby przesuwać skrzynię o masie $40 	ext{ kg}$ ze stałą szybkością $1,5 \dfrac{	ext{m}}{	ext{s}}$ po poziomej powierzchni, dla której $\mu_{	ext{kin}} = 0,08$?
[odp_otwarta1] Pytanie 5: Silnik, przesuwający poziomo skrzynki z jabłkami, pracuje ze sprawnością $95\%$. Oblicz natężenie prądu w uzwojeniu silnika, jeżeli jest on zasilany napięciem $230 	ext{ V}$ i pracuje z mocą $60 	ext{ W}$.
[odp_otwarta1]

Instytut Maturalny · Accepted Answer

Odpowiedź 1: Brak oficjalnego klucza odpowiedzi, podajemy własne rozwiązanie:
a) Q = N (pionowo), T = F (poziomo, przeciwnie do F) – skrzynia spoczywa. b) Q = N, a T ≈ 20 N (nie większe niż maksymalne tarcie statyczne) jest krótsze od F i skierowane przeciwnie do F – skrzynia przyspiesza. Odpowiedź 2: Brak oficjalnego klucza odpowiedzi, podajemy własne rozwiązanie:
$f_s=\dfrac{T_{s,max}}{N}=\dfrac{T_{s,max}}{mg}$ (na poziomej powierzchni), gdzie $T_{s,max}$ to maksymalna siła tarcia odczytana z wykresu tuż przed ruszeniem ciała. Wykresu nie było w treści, więc nie podaję wartości liczbowej. Dla przykładowych danych ($T_{s,max}=8$ N, $m=2$ kg) wychodzi $f_s=0{,}4$. Odpowiedź 3: Brak oficjalnego klucza odpowiedzi, podajemy własne rozwiązanie:
$F = \mu m g \approx 10\ 	ext{N}$ (dla $g=10\ 	ext{m/s}^2$; ok. $9{,}8\ 	ext{N}$ dla $g=9{,}81\ 	ext{m/s}^2$) Odpowiedź 4: Brak oficjalnego klucza odpowiedzi, podajemy własne rozwiązanie:
$P \approx 47\ 	ext{W}$ (dla $g=9{,}81\ \frac{m}{s^2}$: ok. $47{,}1\ 	ext{W}$; dla $g=10\ \frac{m}{s^2}$: $48\ 	ext{W}$) Odpowiedź 5: Brak oficjalnego klucza odpowiedzi, podajemy własne rozwiązanie:
$I=\dfrac{P_u}{\eta U}\approx 0{,}27\ 	ext{A}$

Zobacz również podobne zadania

Chcesz zobaczyć więcej rozwiązań z przedmiotu Fizyka Rozszerzona?