$\mathbf{a})$  

 Uzasadnienie: 

Zadaniem naszym jest określenie, czy siły działające na samochód poruszający się po okręgu się równoważą. W treści zadania powiedziane mamy, że samochód porusza się ze stałą prędkością, czyli ruchem jednostajnym. Jednak samochód ten porusza się po torze krzywoliniowym, co oznacza, że wartość jego prędkości jest stała, ale kierunek zmienia się w czasie. Wynika z tego, oraz zgodnie z drugą zasadą dynamiki, że na samochód działa niezrównoważona siła wypadkowa (siła dośrodkowa zwrócona do środka okręgu, po jakim się ciało porusza) nadająca mu przyśpieszenie dośrodkowe.

 Odpowiedź: 

B. nie równoważą się

 

$\mathbf{b})$  

 Uzasadnienie: 

Naszym zadaniem jest określenie kierunku oraz zwrotu działania siły dośrodkowej na samochód. Zauważmy, że jeżeli siła ta miałaby zwrot i kierunek zgodny z ruchem samochodu (rysunek $\text{III}$), to samochód przyspieszałby, a zgodnie z treścią zadania, samochód porusza się ze stałą prędkością. Zostają nam dwie możliwości: $\text{I}$ oraz $\text{II}$. Jednak zwróćmy uwagę, że szukamy siły dośrodkowej, gdzie nazwa wskazuje, że siła ta będzie miała zwrot "do środka". Siła dośrodkowa w ruchu po okręgu zwrócona jest do środka tego okręgu, zatem poprawnie zostało to przedstawione na rysunku $\text{I}$.

 Odpowiedź: 

 $\text{I}$

 

$\mathbf{c})$  

 Uzasadnienie: 

Naszym zadaniem jest określenie, która siła działająca na samochód pełni rolę siły dośrodkowej. Zauważmy, że na samochód w ruchu po okręgu działają następujące siły:

• siła ciężkości,
• siła reakcji podłoża/sprężystości jezdni (siła, z jaką podłoże oddziałuje na samochód),
• siła tarcia statycznego (skierowana do wewnątrz okręgu),
• pozorna siła bezwładności (skierowana na zewnątrz okręgu),

Zwróćmy uwagę, że siła tarcia statycznego między oponami a drogą zapewnia odpowiednią przyczepność i przeciwdziała sile bezwładności, która dąży do wyrzucenia samochodu na zewnątrz zakrętu. Siła ta działa w stronę środka zakrętu i pełni funkcję siły dośrodkowej, utrzymując samochód na zakrzywionym torze.

 Odpowiedź: 

D. tarcia