Άλλο ένα σύστημα και η τριβή.

Σε λείο οριζόντιο επίπεδο ηρεμεί μια σανίδα μάζας Μ=4kg και πάνω της ένα σώμα Σ μάζας m=1kg. Σε μια στιγμή t=0, ασκούμε στη σανίδα μια σταθερή οριζόντια δύναμη F=18Ν, μέχρι τη στιγμή t₁=5s, οπότε η δύναμη παύει να ασκείται. Κοιτάζοντας το σύστημα, «βλέπουμε» το σώμα Σ να πλησιάζει το άκρο Α της σανίδας, ενώ ξέρουμε ότι μεταξύ σώματος Σ και σανίδας αναπτύσσονται τριβές.

i) Να σχεδιάστε τις δυνάμεις που ασκούνται α) στη σανίδα,   β) στο σώμα Σ.

ii) Τη στιγμή t₁ το σώμα Σ έχει ταχύτητα:

 α) προς τα δεξιά,    β) προς τα αριστερά,     γ) δεν κινείται.

iii) Αφού χαρακτηρίστε τις παραπάνω δυνάμεις ως εσωτερικές ή εξωτερικές, να εξηγείστε αν το σύστημα των σωμάτων σανίδα-σώμα Σ είναι μονωμένο ή όχι, στο χρονικό διάστημα 0-5s;

iv) Να υπολογιστεί ο ρυθμός μεταβολής της ορμής του συστήματος τη στιγμή t΄=3s, καθώς και η ορμή του τη στιγμή t₁.

v) Τη χρονική στιγμή t₂=7s, το σώμα Σ εγκαταλείπει την σανίδα έχοντας ταχύτητα μέτρου υ₁=14m/s.

α) Η τελική αυτή ταχύτητα του σώματος Σ έχει κατεύθυνση, προς τα δεξιά ή προς τα αριστερά;

β) Να υπολογισθεί η τελική ταχύτητα της σανίδας, μετά την απομάκρυνση του σώματος Σ.

γ)  Αν ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ σώματος και σανίδας είναι μ=0,2 και g=10m/s², να υπολογιστούν:

γ₁) Ο ρυθμός μεταβολής της ορμής κάθε σώματος τη στιγμή t₃=6s.

γ₂) Η ταχύτητα κάθε σώματος τη στιγμή που παύει να ασκείται η δύναμη.

Απάντηση:

ή

Άλλο ένα σύστημα και η τριβή.