Ένα σύστημα που δεν είναι μονωμένο.

Σε ένα λείο οριζόντιο επίπεδο ηρεμεί μια σανίδα μάζας Μ και μήκους L. Σε μια στιγμή t₀=0 ασκούμε πάνω της μια σταθερή οριζόντια δύναμη μέτρου F=4Ν, με αποτέλεσμα να κινηθεί.

i) Να υπολογιστεί ο ρυθμός μεταβολής της ορμής της σανίδας, καθώς και η ορμή της τη χρονική στιγμή t₁=2s.

ii) Τη στιγμή t₁ αφήνουμε στο μέσον Μ της σανίδας, ένα σώμα Σ μάζας m, το οποίο παρουσιάζει τριβές με τη σανίδα, χωρίς ταχύτητα.

α) Να σχεδιάστε τις δυνάμεις που ασκούνται στα σώματα μετά τη στιγμή t₁. Να χαρακτηρίστε τις ασκούμενες δυνάμεις σε εσωτερικές και εξωτερικές για το σύστημα σανίδα-σώμα Σ.

β) Το σύστημα σανίδα-σώμα Σ είναι ή όχι μονωμένο;

γ) Να γράψετε το γενικευμένο νόμο του Νεύτωνα για κάθε σώμα. Μπορείτε να καταλήξετε και σε έναν αντίστοιχο νόμο για το σύστημα σανίδα-σώμα Σ;

δ) Να υπολογιστεί η ορμή του συστήματος σανίδα -σώμα Σ τη χρονική στιγμή t₂=3s.

iii) Αν το σώμα Σ παύει να γλιστράει πάνω στη σανίδα τη χρονική στιγμή t₃=4s, όπου και σταματάμε να τραβάμε τη σανίδα, πόση είναι η τελική ορμή του συστήματος;

iv) Αν Μ=8kg, m=2kg, να βρεθεί  ο συντελεστής τριβής μεταξύ του σώματος Σ και σανίδας.

v) Ποιο το ελάχιστο μήκος της σανίδας  L, ώστε να μην την εγκαταλείψει το σώμα Σ;

Δίνεται g=10m/s².

Απάντηση:

ή

Ένα σύστημα που δεν είναι μονωμένο