ΜΙΑ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΒΟΛΗ ... ΚΑΙ ΣΤΟ ΒΑΘΟΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ!

Σημειακό σώμα Σ₁ μάζας m₁ = 1 kg αφήνεται ελεύθερο από το ανώτερο σημείο Α ενός λείου τεταρτοκυκλίου ακτίνας R = 1,8 m. Το σώμα φτάνοντας στη βάση του τεταρτοκυκλίου (σημείο Γ) το εγκαταλείπει πραγματοποιώντας οριζόντια βολή. Το βεληνεκές του σώματος Σ₁ είναι ίσο με 2,4 m.

α. Να γράψετε τη σχέση που δίνει την κινητική ενέργεια του σώματος Σ₁ κατά την κίνησή του στο τεταρτοκύκλιο σε συνάρτηση με το ύψος y από την οριζόντια επιφάνεια μηδενικής δυναμικής ενέργειας που διέρχεται από το σημείο Γ και να την παραστήσετε γραφικά.

β. Να βρείτε τη σχέση που δίνει την κάθετη δύναμης στήριξης που ασκεί το τεταρτοκύκλιο στο σώμα Σ₁ σε συνάρτηση με το ημίτονο της γωνίας φ που σχηματίζει η ακτίνα ΟΔ με την ακτίνα ΟΑ. 

γ. Πόσο είναι το ύψος h;

δ. Αν το τεταρτοκύκλιο δεν ήταν λείο και επαναλαμβάναμε τη διαδικασία, το βεληνεκές του σώματος Σ₁ θα διέφερε σε σχέση με το αρχικό βεληνεκές κατά h. Πόσες θα ήταν στην περίπτωση αυτή οι απώλειες ενέργειας κατά την κίνηση του σώματος στο τεταρτοκύκλιο;

Δίνεται g = 10 m/s². Να θεωρήσετε αμελητέα την αντίσταση του αέρα.

Η εκφώνηση και η λύση ΕΔΩ