Feladat: 3017. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Szabó Tibor 
Füzet: 1997/április, 250. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Forgási energia, Energiamegmaradás, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1996/november: 3017. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A létra tömegközéppontja kezdetben 12lcosφ0 magasan van a föld felett (lásd az ábrát), az egyes létraszárak helyzeti energiája tehát ΔEh=12mglcosφ0-vel csökken, ha egyenként m a tömegük.
A földhöz csapódás pillanatában az A és B végpontok sebessége nulla kell legyen (egyébként a létra ,,szétszakadna''). Az egyes szárak az A, illetve B pont körül ω (pillanatnyi) szögsebességű forgómozgást végeznek, mozgási energiájuk tehát egyenként Em=12Θω2=1213ml2ω2=16mv2. (Felhasználtuk, hogy egy homogén rúd tehetetlenségi nyomatéka a végpontjára nézve Θ=13ml2, továbbá a létra felezőpontjának sebessége földetéréskor v=lω.)
Mivel a (súrlódásmentes esetben érvényes) mechanikai energiamegmaradás szerint Eh=Em, innen a keresett sebesség: v=3glcosφ0. Ekkora függőleges sebességgel csapódik a létra közepe a földhöz.

 Szabó Tibor (Kecskemét, Katona J. Gimn., IV. o.t.)