Jak obliczyć szybkość początkową cegły na lodzie? Zabawny przewodnik dla fanów fizyki!
Wstęp do problemu (i szczypta humoru!)
Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak pchnąć cegłę tak, by zsunęła się po gładkiej, lodowej nawierzchni, to trafiłeś w dobre miejsce! To zadanie pełne zimowej frajdy, tarcia (a raczej jego braku!) i śnieżnych równi pochyłych. Zobaczmy, jak Michał powinien pchnąć cegłę, by zjechała z podjazdu w ciągu jednej sekundy!
Zadanie: Jaką szybkość początkową nadać cegle na lodowej równi?
W treści zadania mamy kilka kluczowych danych. Gładka, oblodzona nawierzchnia oznacza brak tarcia – cegła może więc ślizgać się bez przeszkód! Dodatkowo wiemy, że:
- Odcinek: 4 metry
- Czas zjazdu: 1 sekunda
- Kąt nachylenia nawierzchni: 30°
Jak zacząć rozwiązywać takie zadanie?
Zacznijmy od przypomnienia sobie zasady ruchu jednostajnie przyspieszonego. Jeśli powierzchnia jest gładka (czyli lodowata jak lód w zamrażarce), to znaczy, że nie musimy martwić się o tarcie. Gdyby ktoś chciał namieszać w zadaniu, to dodałby współczynnik tarcia – tutaj jednak tego nie ma, co tylko ułatwia sprawę!
Ruch jednostajnie przyspieszony na równi pochyłej – krok po kroku
Ruch cegiełki w dół równi to ruch jednostajnie przyspieszony. Wiemy, że:
a) Cegiełka przemieszcza się w dół z przyspieszeniem, które wynika z działania siły grawitacji na nachylonej powierzchni.
b) Możemy zastosować wzór na drogę w ruchu jednostajnie przyspieszonym
Wskazówki do rozwiązania podobnych zadań
- Jeśli pojawia się informacja o gładkiej nawierzchni, z automatu pomijaj tarcie – to oszczędność czasu!
- Korzystaj z prostych wzorów na ruch jednostajnie zmienny i pamiętaj o odpowiednim rozpisaniu sił wzdłuż równi pochyłej.
- Zawsze upewnij się, że masz wszystkie niezbędne dane: kąt, drogę, czas, itp.
Podsumowanie
Zadania z dynamiki, zwłaszcza gdy mamy do czynienia z równią pochyłą, wcale nie muszą być skomplikowane! Wystarczy trzymać się schematu, stosować wzory i przede wszystkim nie bać się grawitacji – zwłaszcza gdy chodzi o zjeżdżającą cegłę.
Zapraszamy na stronę www.fizyka-kursy.pl oraz po więcej zadań z dynamiki http://fizyka-kursy.pl/kurs/dynamika-poziom-studencki na poziomie studiów.
