Μια κινούμενη τροχαλία.

Γύρω από μια τροχαλία μάζας Μ=0,8kg έχουμε τυλίξει ένα αβαρές νήμα, στο άκρο του οποίου έχουμε δέσει ένα σώμα Σ μάζας m=0,1kg. Συγκρατούμε τα δυο σώματα με τα χέρια μας, ώστε το νήμα να είναι τεντωμένο (χωρίς να ασκεί δυνάμεις στα σώματα) και σε μια στιγμή t₀=0,  αφήνουμε το σώμα Σ να κινηθεί, ενώ συγκρατούμε σταθερή την τροχαλία. Τη στιγμή t₁=1s αυξάνουμε το μέτρο της δύναμης στην τιμή F₂=11Ν, μέχρι τη στιγμή t₂ που η τροχαλία αποκτά ταχύτητα υ₂=1m/s.

i) Να υπολογιστεί το μέτρο της δύναμης την οποία ασκούσαμε στην τροχαλία από 0-t₁.

ii) Να βρεθεί η χρονική στιγμή t₂.

iii) Να κάνετε τη γραφική παράσταση της ταχύτητας του σώματος Σ σε συνάρτηση με το χρόνο από 0-t₂.

iv) Ποιες ενεργειακές μεταβολές εμφανίζονται στο χρονικό διάστημα Δt=t₂-t₁; Πώς συνδέονται οι μεταβολές αυτές με τα έργα των δυνάμεων που ασκούνται στα σώματα;

Για την τροχαλία ως προς τον άξονα περιστροφής της Ι= ½ ΜR², ενώ g=10m/s².

Απάντηση:

ή

Μια κινούμενη τροχαλία.