Ενέργεια και ροπή αδράνειας

i) Το έργο της δύναμης F για την μεταφορική κίνηση είναι WF=F·x1= 80J, παρατηρούμε ότι η μεταφορική κινητική ενέργεια είναι μεγαλύτερη, άρα η τριβή έχει φορά προς τα δεξιά, όπως στο σχήμα.

Παίρνοντας το Θ.Μ.Κ.Ε για την μεταφορική κίνηση έχουμε:

Κτελαρχ = Ww+WΝ+WF+WΤ ή

Κτελ = F·x1 + Τ·x1 από όπου:

Τ=(90-20·4) / 4= 2,5Ν

ii) Παίρνοντας το Θ.Μ.Κ.Ε για την στροφική κίνηση έχουμε:

Κτελ- Καρχ = WτF + WτΤ ή

Κστρ=F·R·θ - Τ·R·θ (1)

Αλλά αφού έχουμε κύλιση χωρίς ολίσθηση η μετατόπιση x1 του κυλίνδρου είναι ίση με το μήκος του τόξου του κυλίνδρου που έρχεται σε επαφή με το έδαφος, δηλαδή x1=R·θ και από την (1) παίρνουμε:

Κστρ=(F-Τ) ·x1 =17,5·4J= 70J.

iii) Παίρνουμε τον λόγο Κστρμετ και έχουμε:

Κστρμετ= ( ½ Ιω2)/( ½ mυ2) = λmR2ω2/mυ2

Άρα λ=70/90 = 7/9.

Για την εφαρμογή του ΘΜΚΕ διαβάστε:

To ΘΜΚΕ και η σύνθετη κίνηση.