Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.
Polecenie
Kolistą tarczę nasunięto na pręt w taki sposób, że może się wokół niego swobodnie obracać, ale nie może przesuwać się wzdłuż pręta. Jeden koniec pręta zamocowano na nici, a drugi przytrzymano (Rys. 1a.).
Obserwowano zachowanie się układu pręt – tarcza w dwóch przypadkach.

Zadanie 6.1.
W pierwszym przypadku tarcza nie obracała się. Po puszczeniu pręta układ obrócił się w dół (pręt ustawił się pionowo – Rys. 1b.). W trakcie ruchu układ uzyskiwał więc moment pędu prostopadle do płaszczyzny rysunku w kierunku "za kartkę".
Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.


Podaj przyczynę uzyskiwania przez układ momentu pędu.
Zadanie 6.2.
W drugim przypadku tarcza obracała się wokół pręta z prędkością kątową o dużej wartości (Rys. 2.). Drugi koniec pręta puszczono. Układ pręt – tarcza nie opadł, lecz zaczął obracać się w płaszczyźnie poziomej wokół nici (zachowując poziome położenie pręta).
Na rysunku zaznaczono strzałką kierunek obrotu tarczy.

Wyjaśnij fizyczną przyczynę takiego zachowania się układu. Zauważ, że puszczenie końca pręta powoduje zmianę momentu pędu opisaną wcześniej.
6.1 – Na układ działa siła ciężkości, której moment powoduje obrót wokół końca pręta (zamocowanego na nici).
6.2 – Przed puszczeniem układ ma moment pędu wzdłuż pręta wynikający z obrotu tarczy. Puszczenie końca pręta powoduje, że zmienia się ten moment pędu (pojawia się moment siły ciężkości prostopadły do pędu). Przyrost wektora momentu pędu jest prostopadły do istniejącego momentu pędu, a więc oś pręta obróci się w tę stronę (zmieni kierunek), realizując precesję.
6.1 – 1 pkt: uwzględnienie, że przyczyną obrotu jest siła ciężkości.
0 pkt: błędna odpowiedź lub brak odpowiedzi.
6.2 – 2 pkt: uwzględnienie faktu, że układ ma moment pędu związany z obrotem tarczy, oraz uwzględnienie, że zmiana momentu pędu powoduje zmianę kierunku.
1 pkt: uwzględnienie faktu, że układ ma moment pędu związany z obrotem tarczy.
0 pkt: brak odpowiedzi lub odpowiedź błędna.
Zadanie dotyka precesji gyroskopu. W 6.1 moment ciężkości powoduje zmianę momentu pędu. W 6.2 precesja pojawia się, gdy istniejący już moment pędu tarcza ulegnie działaniu momentu siły prostopadłego do niego.
Ocena według schematu punktowania CKE, zwykle w 15–30 s
Dowiedz się, ile punktów naprawdę zdobywasz. Zrób zdjęcie kartki albo wklej odpowiedź: Maturownik+ porówna ją ze schematem punktowania, policzy punkty i wytłumaczy, gdzie i dlaczego je tracisz.