Τριβή στον άξονα περιστροφής 2 (ιξώδες)

Η τροχαλία του σχήματος είναι ένας δίσκος με οπή με ακτίνες R₁ = 0,1 m και R₂ = 0,2 m , έχει πάχος d = 2 cm και ροπή αδράνειας Ι_cm = 0,1π kg∙m². Η τροχαλία μπορεί να περιστρέφεταιγύρω από ακλόνητο κυλινδρικό άξονα ακτίνας R = 0,098 m. Στο κενό που έχε δημιουργηθεί ανάμεσα υπάρχει στρώμα λαδιού με συντελεστή ιξώδους n. Γύρω από το δίσκο είναι τυλιγμένο πολλές φορές λεπτό νήμα στο ελεύθερο άκρο του οποίου κρέμεται σώμα m = π kg. Αν το σύστημα αφεθεί ελεύθερο από την ηρεμία να κινηθεί τότε το σώμα m κάποια στιγμή αποκτά σταθερή ταχύτητα υ = 20 m/s.

Α) Να υπολογιστεί ο συντελεστής ιξώδους του νευτώνειου υγρού.

Β) Το σύστημα αφήνεται από την ηρεμία και τη στιγμή που το m έχει αποκτήσει επιτάχυνση α = 2 m/s² το νήμα κόβεται και το σώμα m συγκρούεται πλαστικά με το σώμα Μ = π kg λόγω ρευστής κολλητικής ουσίας που είναι απλωμένη στην πάνω επιφάνεια του Μ. Πριν τη κρούση το Μ ισορροπούσε ακίνητο στο πάνω άκρο κατακόρυφου ελατηρίου σταθερός k = 200π N/m. Αμέσως μετά την κρούση το συσσωμάτωμα ξεκινά α.α.τ.

1) Να υπολογιστεί η ταχύτητα του m μόλις πριν την κρούση.

2) Αν τα σώματα αποκολλώνται 0,15 m πάνω από το σημείο της κρούσης να υπολογιστεί μεγίστη ελκτική δύναμη που ασκεί η κολλητική ουσία.

3) Αν το σώμα m από τη στιγμή που ξεκίνησε από την ηρεμία μέχρι τη στιγμή της κρούσης είχε πέσει κατακόρυφα h = 8 m, να υπολογιστεί η συνολική θερμότητα θα παραχθεί λόγω της τριβής ιξώδους του νευτώνειου ρευστού.

(g = 10 m/s²)

 
Ιξώδες