zadanie domowe nr 6, zadanie 3

Proszę jeszcze o wyjaśnienie, kiedy w zadaniach stosujemy zasadę zachowania pędu a kiedy zachowania energii. Ponieważ w zadaniu poniżej wykorzystałabym zasadę zachowania energii (w tym wypadku tylko kinetycznej) a jednak należy skorzystać z zasady zachowania pędu.

Doprecyzowując: gdy mówimy o bryle sztywnej to mamy na myśli zasadę zachowania momentu pędu, a nie samego pędu, ale rozumiem, że o to chodziło ;) A sprawa wygląda w sumie analogicznie do punktu materialnego. Mianowicie, jeśli mamy do czynienia tylko z siłami zachowawczymi (czyli w praktyce siła grawitacji bez tarcia kinetycznego, ale może być tarcie statyczne, czyli np. takie które mamy w przypadku toczenia bez poślizgu), to możemy stosować zasadę zachowania energii mechanicznej. W praktyce maturalnej to będą przypadki np. linka przewieszona przez obrotowy krażek, a na końcach linki ciężarki (w różnych konfiguracjach, ten krążek może być np. na krawędzi stołu i po jednej stronie zwisa ciężarek a na powierzchni stołu toczy się jakiś walec albo przesuwany jest klocek itp.). Natomiast tak jak w przypadku punktów materialnych zasadę zachowania pędu stosowaliśmy w przypadku zderzeń dwóch ciał, to podobnie jest w bryle sztywnej, czyli tu zasade zachowania momentu pędu najczęściej stosujemy gdy będzie to np. łączenie dwóch brył sztywnych (albo bryły sztywnej i punktu materialnego, ważne jest, żeby był tu jakiś ruch obrotowy) - czyli tak jak np. tutaj obracający się krążek i na niego spada pręt, albo np. jakaś obracająca się tarcza i w nią wstrzeliwujemy pocisk, albo po prostu jakies dwie łączace się obracające bryły - wtedy stosujemy ZZMP. Obrócz tego ZZMP stosujemy gdy jakieś jedno ciało się obraca, ale np. zmienia swój kształt - coś się rozszerza/pogrubia/wydłuża itp. (przykład na zajęciach - obracająca się szklanka z topniejącycm lodem). Może to też być np. osoba obracająca się na krześle i wyrzucająca np. ciężarki albo rozkładająca/składająca do siebie ręce itp.

Co do zaś odpowiedzi na pierwsze pytanie, to oczywiście w rzeczywistości te opory powietrza by jakieśtam były, natomiast byłyby one z reguły pomijalnie małe i tu też zostały one zaniedbane - choć faktycznie powinno to być doprecyzowane w treści zadania, bo gdyby te opory faktycznie były to nie można by było zastosować ZZE. Natomiast powodem, dla którego nastepuje spowolnienie i potem zatrzymanie się jest po prostu siła grawitacji. Jeśli ciało wtacza się na równię pochyłą, to działa na nie ciężar zwrócony pionowo w dół. Jeśli rozbijemy go na składowe (wzdłuż równi i prostopadłą do równi), to składowa działajaca wzdłuż równi działa w dół tej równi stanowi więc siłę wypadkową zwróconą przeciwnie do prędkości ciała, więc ciało będzie oczywiście miało jakies opóźnienie i będzie zwalniało aż do zatrzymania.