TREŚĆ:

Zadanie 1.

Gimnastyczka rzuciła ukośnie w górę plastikową obręcz, nadając jej jednocześnie ruch obrotowy w płaszczyźnie pionowej. Obręcz po upadku na podłoże powróciła do gimnastyczki. Rysunek przedstawia kolejne położenia A, B i C obręczy. 

Zadanie 1.2.

Wybierz spośród podanych i zaznacz właściwe dokończenie poniższego zdania.

Jeśli można pominąć opór powietrza, to prędkość ruchu obrotowego obręczy jest

A. największa tuż po wyrzuceniu obręczy.
B. największa, gdy obręcz jest w najwyższym punkcie B.
C. największa tuż po wyrzuceniu i tuż przed upadkiem na podłoże.
D. taka sama od momentu wyrzucenia aż do upadku.

---

ROZWIĄZANIE:

 Uzasadnienie: 

Przyjmijmy, że gimnastyczka rzucając ukośnie w górę plastikową obręcz wprawiła ją ruch obrotowy. Oznacza to, że plastikowa obręcz w chwili po wyrzuceniu w górę poruszała się z pewną prędkością kątową o wartości $\omega$. Zgodnie z I zasadą dynamiki Newtona dla ruchu obrotowego mamy:

Jeżeli na bryłę sztywną nie działają żadne momenty siły lub działające momenty siły się równoważą to wówczas bryła pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym wokół ustalonej osi.

Zgodnie z treścią zadania mamy pominąć opór powietrza. Dodatkowo przyjmujemy, że w trakcie lotu nic oraz nikt nie dotyka plastikowej obręczy. Wyciągamy więc z tego wniosek, że skoro na plastikową obręcz nie działa żadna siła, czyli również na obręcz nie działa moment siły to wówczas obręcz porusza w trakcie całego ruchu z prędkością kątową $\omega$, czyli obręcz porusza się ruchem jednostajnym wokół ustalonej osi.

 Odpowiedź: 

Jeżeli pominiemy opór powietrza, to prędkość ruchu obrotowego obręczy jest

D. taka sama od momentu wyrzucenia aż do upadku.