FörberedandeFysik

a) Om nollnivån sätts vid utgångsläget eftersom utgångshastigheten då är noll, är den totala energin noll.

Vid lägsta läget har kulan den totala energin \displaystyle \frac{1}{2}mv^2 - mg(40 \,\mathrm{cm}) där \displaystyle m är kulans massa.

\displaystyle \Rightarrow \frac{1}{2}mv^2 - mg(40 \,\mathrm{cm}) = 0 \Rightarrow v^2 = 2g(40 \,\mathrm{cm})=8(\,\mathrm{m/s})^2 \Rightarrow v=2\sqrt{2} \,\mathrm{m/s} = 2,83 \,\mathrm{m/s}

b) Centripetalaccelerationen är \displaystyle \frac{v^2}{radie} = \frac{8(\,\mathrm{m/s})^2}{40 \,\mathrm{cm}} = 20 \,\mathrm{m/s}^2

c) Kraftsumman med positiv uppåt är \displaystyle S - mg.

Kraftekvationen med positiv uppåt ger \displaystyle S - mg = m(20 \,\mathrm{m/s}^2) \Rightarrow S = 150 \,\mathrm{N}