Solutions to Mech Unit III (Ch.7/8) Warm­ups and Review Stuff

10 m

15 m

8 m9 m

5 m

3 m

x = ?

k = 100 Nt/m

k = 2000 Nt/m

μ = .1

μ = .2

Super Phil Warm­Up Deluxe

(Ki + Ui) + ΔKnc = (Kf + Uf)Ei = Ef

Poof! You are a Key Grip for a local production of Equus. You are designing an apparatus to support an actor of mass 65 kg who is to "fly" down to the stage during the performance. You attach a harness to a 130 kg sandbag by means of a lightweight steel cable running smoothly over two frictionless pulleys, as shown. What is the maximum angle θ that he can begin his "flight" with so that the sandbag does not lift off the ground?

This is going to hurt!

Use Areas!

Fancy P

1.Dr. Phil's Warm and Fuzzy Warm­up

A child's toy consists of a piece of plastic and a suction cup attached to a spring. The spring is compressed 2.0 cm, and when the suction cup releases it jump into the air. If the mass of the toy is 100 g and it rises to a maximum height of 60 cm, what is the force constant of the spring?

2. A pinball machine launches a 100 g ball­bearing with a spring driven plunger as shown. The game board in inclined at 8o above the horizontal. Find the force constant k of the spring that will give the ball a speed of 0.8 m/s when the plunger is released after being compressed 5.0 cm from it's relaxed position. Assume that the plunger's mass and frictional effects are negligible. (Hint: Do not neglect gravity!)

k = 2940 N/m

k = 31.1 N/m

8o

5 cm h

8o

*Dr. Phil Says...

Watch your units!

George grabs a 15 m long vine that is originally at an angle of 60o, he lets go at the bottom of the swing, and slides along the level dirt ground to a stop. If George's mass is 100 kg, and the coefficient of kinetic friction is  μk = 0.75, determine how far he slides.

60o

I need anti­monkey butt powder!

3.

3.

A block of mass 0.500 kg is pushed against a horizontal spring of negligible mass until the spring is compressed a distance x . The force constant of the spring is 450 N/m. When it is released, the block travels along a frictionless, horizontal surface to point B, the bottom of a vertical circular track of radius R = 1.00 m, and continues to move up the track.  The speed of the block at the bottom of the track is vB = 12.0 m/s, and the block experiences an average friction force of 7.00 N while sliding up the track.  (a) What is x? (b) What speed do you predict for the block at the top of the track? (c) Does the block actually reach the top of the track, or does it fall off before reaching the top?

x = .4 m

Vtop= 4.1 m/s

4.