Zad 4, 5 / 312

4.2 - rozpatrując te sytuację w nieinercjalnym układzie odniesienia (związanym z kulką) będzie działała na nią siła odśrodkowa powodująca zerwanie nici.  granicznym przypadku musi być ona równa maksymalnej sile naciągu podanej w treści zadania. Wartość siły odśrodkowej to mv^2/r. Stosując wzory na ruch po okręgu mamy v = w*r (w to prędkość kątowa), natomiast w = 2*pi*f. Wstawiamy to do równania, gdzie przyrównujemy siłę naciągu do siły odśrodkowej, czyli N = mv^2/r i stąd dostajemy f (częstotliwość) jak w kryteriach.

4.3 - Tor ruchu widziany z góry będzie prostoliniowy, ponieważ po zerwaniu na kulkę nie będzie już działała siła naciągu zakrzywiająca jej tor.

5.1 - Rozpatrujemy sytuację w nieinercjalnym układzie odniesienia związanym z windą, a zatem na mężczyznę musi działać siła bezwładności o wartości Fb = m*a0, o zwrocie przeciwnym do przyspieszenia układu. Ponieważ mężczyzna "ważył" więcej niż przy braku przyspieszenia, to musiał on być dociskany przez siłę bezwładności do wagi, stąd jej zwrot w dół, a zwrot przyspieszenia układu w górę. Mężczyzna nie porusza się względem windy, więc wszystkie działające na niego siły muszą się równoważyć, co mamy na rysunku.

5.2 - początkowe równanie wynika z poprzedniego rysunku, wartościowo R = Fc + Fb, stąd wyliczamy zgodnie z tym co w kryteriach przyspieszenie windy.

5.3 - wektor przyspieszenia windy a0 jest zwrócony w górę, ale to wcale nie mówi nam o tym w którą stronę się ona poruszała, mogło to być w górę albo w dół (czyli przyspieszanie w ruchu w górę albo hamowanie w ruchu w dół - efekt jest ten sam).