Symulacja prezentuje ruch narciarza na stoku. Położenie narciarza rysuje się na bieżąco w układzie współrzędnych, w okienku obok prezentowana jest bieżąca prędkość i przyspieszenie. Zbocze ma ustaloną wysokość, użytkownik może zmieniać kąt jego nachylenia oraz smarować narty (zmniejszając współczynnik tarcia).
R1anWZv3oBRWg
1
Polecenie 1
Przeanalizuj, dla ustalonego kąta, jakie wartości prędkości końcowej osiąga narciarz, w przypadku, gdy a) nałożył smar na narty, b) nie zrobił tego. Jaki wniosek możesz wyciągnąć i jak go uzasadnisz?
Końcowa prędkość narciarza jest większa w sytuacji, gdy jedzie na smarowanych nartach. Wynika to z faktu, że siła tarcia jest wtedy mniejsza, a zatem narciarz uzyskuje większe przyspieszenie. Z punktu widzenia energii mechanicznej narciarza – praca mniejszej siły tarcia jest również mniejsza i mniej energii narciarza zostaje przekształcone w energię wewnętrzną.
1
Polecenie 2
Na podstawie wartości prędkości końcowych uzyskiwanych w symulacji dla określonego kąta nachylenia zbocza wyznacz współczynniki tarcia nart o śnieg w przypadku ich smarowania oraz gdy tego nie zrobiono. Wysokość zbocza H = 500 m, masa narciarza m = 70 kg, wartość przyspieszenia ziemskiego g = 9,81 m/sIndeks górny 22.
Współczynnik tarcia smarowanych nart wynosi fIndeks dolny 11 = 0,04, a nart niesmarowanych fIndeks dolny 22 = 0,1.
Polecenie 2
Jeżeli zbocze nachylone jest pod kątem 30 stopni, to narciarz osiąga na samym dole prędkość 95.55 m/s w przypadku nart smarowanych i 90.06 m/s w przypadku nart niesmarowanych. Wysokość zbocza to H = 500 m, masa narciarza m = 70 kg, wartość przyspieszenia ziemskiego g = 9,81 m/sIndeks górny 22. Wyznacz współczynnik tarcia przy nartach smarowanych i niesmarowanych.
Współczynnik tarcia smarowanych nart wynosi fIndeks dolny 11 = 0,04, a nart niesmarowanych fIndeks dolny 22 = 0,1.
1
Polecenie 3
W naszym modelu zakładamy, że na narciarza działają jedynie: siła ciężkości, siła tarcia i siła reakcji. Czy przyspieszenie narciarza w tym modelu zależy od jego masy?
Nie. Obydwie wymienione siły zależą od masy narciarza. Wyznaczając, przy wykorzystaniu II zasady dynamiki Newtona, przyspieszenie pozbywamy się tej zależności.