Zadanie: Matura CKE Listopad 2011 (Fizyka Rozszerzona)

Question

Zadanie 1. Tarcza szlifierska (12 pkt)
Tarcza szlifierska ma kształt walca o średnicy 20 cm i masie 2000 g. Maksymalną prędkość obrotów tarcza osiąga po 5 s od momentu włączenia. Tarcza rozpędza się ruchem przyspieszonym ze stałym przyspieszeniem kątowym za pomocą siły przyłożonej stycznie do wałka napędowego w odległości $r = 2\ 	ext{cm}$ od osi obrotu. Podczas rozpędzania tarczy zmierzono częstotliwość jej obrotów (z dokładnością 1 Hz) w zależności od czasu ruchu. Wyniki pomiarów zebrano w tabeli. Czas zmierzono z dokładnością do 0,1 s. Moment bezwładności walca wynosi $\dfrac{1}{2}mr^2$.

[img1]

$f\ 	ext{[Hz]}$
$t\ 	ext{[s]}$

0
0

5
0,8

7
1

10
1,6

12
2

15
2,5

20
3,2

22
3,5

25
4

28
4,5

30
5

Pytanie 1: 1.1. (3 pkt)
Sporządź wykres zależności częstotliwości obrotów tarczy od czasu (od początku do 7. sekundy ruchu). Na wykresie zaznacz niepewności pomiarowe.

[odp_graficzna1] Pytanie 2: 1.2. (2 pkt)
Wykaż, że przyspieszenie kątowe tarczy podczas rozpędzania ma wartość około $38\ \dfrac{1}{	ext{s}^2}$.

[dowod] Pytanie 3: 1.3. (3 pkt)
Wyznacz wartość siły rozpędzającej tarczę.

[odp_otwarta1] Pytanie 4: 1.4. (2 pkt)
Na skutek oporów ruchu tarcza zatrzymuje się po czasie 30 s od momentu, gdy przestaje na nią działać siła napędzająca. Ile razy wartość przyspieszenia kątowego jest większa od wartości opóźnienia kątowego?

[odp_otwarta1] Pytanie 5: 1.5. (1 pkt)
Podczas szlifowania stalowych przedmiotów z krawędzi tarczy sypią się iskry (rozgrzane kawałki metalu). Wyznacz szybkość iskry w momencie opuszczania powierzchni tarczy, przy założeniu, że iskra porusza się początkowo z taką samą szybkością jak krawędź tarczy.

[odp_otwarta1] Pytanie 6: 1.6. (1 pkt)
Napisz, po jakim torze będzie się poruszać rozgrzany kawałek metalu, jeżeli oś tarczy jest ustawiona poziomo. Przyjmij, że obserwator będzie patrzył na tarczę wzdłuż jej osi obrotów, natomiast kawałek metalu oderwie się w jej najwyższym punkcie.

[odp_otwarta1]

Instytut Maturalny · Accepted Answer

Sprawdź pełne rozwiązanie na stronie Instytutu Maturalnego. Odpowiedź 3: $F \approx 19\ 	ext{N}$ Odpowiedź 4: Przyspieszenie kątowe jest 6 razy większe od opóźnienia kątowego. Odpowiedź 5: $v \approx 18{,}8\ \dfrac{	ext{m}}{	ext{s}}$ Odpowiedź 6: Parabola

Zobacz również podobne zadania

Chcesz zobaczyć więcej rozwiązań z przedmiotu Fizyka Rozszerzona?