SOFIZMAT

Michał skonstruował przyrząd do badania ruchu widoczny na rysunku powyżej. Taśmę papierową przyczepia się do poruszającego się ciała. Taśma ta porusza się na rolkach nad głośnikiem z przyklejoną do membrany piłeczką pingpongową. Gdy podłączył głośnik do nie widocznego na rysunku generatora, to membrana wraz z piłeczką zaczyna drgać z częstotliwością 10 drgań na sekundę. Drgając piłeczka unosi okresowo papier i dociska go do pisaka. Pisak robi na taśmie papierowej ślady w jednakowych odstępach czasu. Ponieważ membrana drga z częstotliwością 10 drgań na sekundę, to pisak będzie stawiał na papierze kropki co 0,1 sekundy. Wiedząc to i mierząc odległości między kropkami możemy obliczyć prędkość ciała.
Michał przebadał w ten sposób trzy ciała. Poniżej widzimy taśmy będące wynikiem tego badania ułożone obok linijki.

W przypadku pierwszej taśmy kropki są rozmieszczone równomiernie – ruch pierwszego ciała jest więc jednostajny. Kropki na dwóch pozostałych taśmach z upływem czasu są coraz rzadsze. Świadczy to o tym, że prędkości tych ciał rosną – ruch jest przyspieszony. Pomiary odległości kropek wskazują, że jest to ruch jednostajnie przyspieszony.
Pomóż Michałowi opracować wyniki pomiarów. Odpowiedz na poniższe pytania.

a) Jaka jest prędkość pierwszego ciała?

b) Udowodnij, że drugie i trzecie ciało poruszają się ruchem jednostajnie przyspieszonym.

c) Jaka siła wypadkowa działa na pierwsze ciało, jeśli jego masa wynosi m = 100 g?

d) Jakie jest przyspieszenie drugiego ciała?

e) Jaka wypadkowa siła działa na trzecie ciało? Jego masa wynosi 200 g.

f) Jaką drogę przebędzie ono w czasie 1 s?

g) Jak wyglądałaby taśma z pomiarami dla ruchu jednostajnie opóźnionego?

h) Jaki jest pęd pierwszego ciała?