Τροχαλία που βρίσκεται σε κατακόρυφο επίπεδο αποτελείται από δυο κολλημένους, ομοαξονικούς δίσκους ακτίνας R1 = 2r και R2 = r αντίστοιχα που μπορούν να περιστρέφονται ως προς σταθερό οριζόντιο άξονα που διέρχεται από το κοινό τους κέντρο Κ χωρίς την ανάπτυξη τριβών. Η τροχαλία εφάπτεται με σώμα – εμπόδιο ύψους h και μάζας m που ισορροπεί ακίνητο πάνω σε λείο κεκλιμένο επίπεδο γωνίας κλίσης φ. Σε επαφή με το κεκλιμένο επίπεδο και με το σώμα – εμπόδιο ισορροπεί ακίνητος ομογενής δίσκος ακτίνας R και μάζας Μ = 2mg που οριακά δεν υπερπηδά το εμπόδιο.
Στο δίσκο ακτίνας R2 είναι τυλιγμένο αβαρές και μη εκτατό νήμα που έχει οριζόντια διεύθυνση και στο ελεύθερο άκρο του ασκείται οριζόντια δύναμη F κατάλληλη ώστε καθώς η τροχαλία περιστρέφεται η στροφορμή της ως προς τον άξονα περιστροφής της να παραμένει σταθερή. Μεταξύ τροχαλίας και δίσκου αναπτύσσεται τριβή. Όλα τα σώματα βρίσκονται στο ίδιο κατακόρυφο επίπεδο και ισχύει συνφ = 0,6 και ημφ = 0,8.
Να υπολογίσετε :
1) την τιμή του h σε σχέση με το R.
2) την τιμή της F σε σχέση με το μέτρο του βάρους του σώματος – εμποδίου.