Uzasadnienie: 

W treści zadania mamy przedstawione trzy sytuacje związane z ruchem ciężarówki z ładunkiem. W każdej z tych sytuacji zakładamy, że ciężarówka poruszała się na początku ruchem jednostajnym, czyli ze stałą prędkością:

Zakładamy, że ładunek na ciężarówce jest niedostatecznie unieruchomiony. Oznacza to, że ładunek może się przesuwać po ciężarówce. Zauważmy, że skoro ciężarówka porusza się z pewną prędkością $\vec{v}$ to ładunek na ciężarówce również porusza się z prędkością $\vec{v}$:

Teraz przejdźmy do sytuacji przedstawionych w zadaniu przy założeniu, że przed daną sytuacją ciężarówka poruszała się z pewną stałą prędkością.

 

Ciężarówka skręca w prawo lub w lewo

W treści zadania mamy przedstawioną sytuację, w której ładunek jest przymocowany do ciężarówki, czyli porusza się z tą samą prędkością na zakręcie.

Jednak zakładamy teraz, że ładunek nie jest przymocowany i przed wjazdem na zakręt poruszał się ze stałą prędkością. Do określenia, w którą stronę skrzynia będzie się poruszać skorzystamy z cechy ciał zwanej bezwładnością. Bezwładność jest cechą ciał, która sprawa, że ciało poruszające się ze stałą prędkością (ruchem jednostajnym prostoliniowym) nadal "chce" poruszać się ze stałą prędkością - zawiera się w tym przypadek, gdy ciało porusza się z prędkością zerową, czyli gdy jest w spoczynku to nadal "chce" pozostać w spoczynku. Wracając do naszego przypadku otrzymamy, że jeżeli niezaczepiony ładunek poruszał się ze stałą prędkością prosto to nadal "chce" poruszać się ze stałą prędkością prosto pomimo, że ciężarówka skręca w prawo:

Jednak z punktu widzenia ciężarówki, która skręca w prawo ładunek będzie kierował się w przeciwnym kierunku, czyli w lewo. Zatem rysujemy strzałkę określającą poruszanie się niezaczepionego ładunku w lewo, gdy ciężarówka skręca w prawo.

Analogicznie wnioski wyciągniemy w przypadku skrętu ciężarówki w prawo. Oznacza to, że jeżeli ciężarówka będzie skręcać w lewo to ładunek (względem ciężarówki) będzie poruszać się w przeciwnym kierunku, czyli w prawo.

Komentarz nauczyciela - nie jest on częścią rozwiązania zadania! Aby lepiej zrozumieć zjawisko związane z przesuwaniem się niedostatecznie zabezpieczonego ładunku zwróćmy uwagę na zachowanie się naszego ciała podczas skręcania samochodu podczas jazdy. Gdy samochód skręca w prawo, odchylamy się w lewo co sprawa wrażenie działania na nas pewnej "siły". Tę pozorną siłę nazywamy siłą bezwładności, która wynika z bezwładności ciał, czyli z naturalnej tendencji ciał do zachowania swojego dotychczasowego ruchu.  Analogicznie, gdy samochód skręca w lewo to odchylamy się w prawo co również wynika z zasady bezwładności.

 

Gwałtowne hamowanie ciężarówki

Przyjmujemy, że gwałtowne hamowanie ciężarówki oznacza, że ciężarówka w krótkim czasie zmniejsza swoją prędkość o dużą wartość, czyli może również hamować w krótkim czasie do prędkości zerowej. Dodatkowo przyjmujemy. że ładunek nie jest odpowiednio zabezpieczony. Wówczas wyciągamy wniosek, zgodnie z zasadą bezwładności, że ładunek, który na początku poruszał się ze stałą prędkością (ruchem jednostajnym prostoliniowym) to nadal "chce" się nim poruszać, zatem przesunie się do przodu pojazdu.

Komentarz nauczyciela - nie jest on częścią rozwiązania zadania! Aby lepiej zrozumieć zjawisko związane z przesuwaniem się niedostatecznie zabezpieczonego ładunku zwróćmy uwagę na zachowanie się naszego ciała podczas gwałtownego hamowania samochodu podczas jazdy. Gdy samochód samochód hamuje, to wówczas odchylamy się do przodu co sprawa wrażenie działania na nas pewnej "siły". Tę pozorną siłę nazywamy siłą bezwładności, która wynika z bezwładności ciał, czyli z naturalnej tendencji ciał do zachowania swojego dotychczasowego ruchu. Nie jesteśmy częścią samochodu, zatem klocki hamulcowe, które działają na samochód podczas naciśnięcia hamulca nie działają bezpośrednio na nas. Zatem, gdy poruszaliśmy się samochodem z pewną prędkością to nadal "chcemy" poruszać się z pewną prędkością (ruchem jednostajnym prostoliniowym). Jednak (na szczęście) zatrzymują nas pasy bezpieczeństwa, ponieważ podczas gwałtownego hamowania moglibyśmy uderzyć w przednią szybę co zagroziłoby naszemu zdrowiu a nawet życiu. Dlatego tak ważne jest zapinanie pasów  podczas jazdy samochodem.

 

 Odpowiedź: 

Oznaczamy strzałką możliwe przesunięcie się niezabezpieczonego ładunku:

$A.$		$B.$		$C.$
Ciężarówka skręca w prawo.		Ciężarówka gwałtownie hamuje.		Ciężarówka skręca w lewo.