i) Η τριβή που ασκείται στον κύλινδρος έχει φορά προς τα αριστερά. Η ροπή της τριβής ως προς τον άξονα του κυλίνδρου έχει μέτρο τ ≤ Τορ·R ή τ ≤ 1·0,2 ή τ ≤ 0,2 Νm, με φορά ίδια με την φορά περιστροφής των δεικτών του ρολογιού, ενώ η ροπή της δύναμης F είναι τ1=F(R-d) όπου d το βάθος της χαραγής. Έτσι τ1 = 6·0,1Νm= 0,6Νm με αντίθετη φορά. Συνεπώς ο κύλινδρος θα περιστραφεί αριστερόστροφα. Επειδή δε το σώμα κινείται προς τα δεξιά και η γραμμική ταχύτητα του σημείου επαφής με το έδαφος, έχει επίσης φορά προς τα δεξιά, η τριβή που ασκείται είναι τριβή ολίσθησης με μέτρο Τ=1Ν.
ii) Εφαρμόζοντας το Θ.Μ.Κ.Ε. για την μεταφορική κίνηση θα έχουμε:
Κτελ-Καρχ= WF+ WΤ ή
Κμετ =Fx1 – Τx1 =60J-10J=50J.
iii) Εφαρμόζοντας τον 2ο νόμο του Νεύτωνα για την στροφική κίνηση παίρνουμε:
Fr-TR = ½ m R2αγων. (1)
Ενώ αντίστοιχα για την μεταφορική κίνηση:
F-Τ= mαcm (2)
Με διαίρεση των (1) και (2) κατά μέλη παίρνουμε:
(Fr-ΤR)/(F-Τ) = (mR2αγων)/(2mαcm)
από όπου:
αγων/αcm = 2(Fr-TR)/R2(F-T) = 4 (3)
Αλλά θ= ½ αγωνt12 και x1= ½ αcmt12
Και με διαίρεση κατά μέλη:
θ/x1 = αγων/αcm = 4 ή θ=40rad
Εφαρμόζοντας το Θ.Μ.Κ.Ε. για την στροφική κίνηση θα έχουμε:
Κπερ= FRθ – ΤRθ = 6·0,2·40J- 1·0,1·40J= (48-4) J= 44J.
iv) Η ενέργεια που προσφέρεται μέσω της δύναμης στον κύλινδρο είναι ίση με το έργο της, δηλαδή:
WFολ= Fx1 + FRθ= 60J+48J = 108J.
Ενώ η συνολική κινητική ενέργεια του κυλίνδρου είναι:
Κολ = Κμετ+ Κστρ = 50J+44J= 94 J
Οπότε με βάση την διατήρηση της ενέργειας παράγεται θερμότητα:
Q= 108J-94J=14J.
