View Full Version : problemino di fisica necessito spiegazioni
l'esame di fisica sperimentale A si avvicina e son sommerso dagli esercizi. ho qua un eserciziario solo che nn riesco a capire bene come sia svolto l'esercizio, qualche anima pia me lo spiega pls.
un uomo deve portare legata al piede una palla di ferro di massa mp=5kg legata tramite una catena di massa mc=1kg.
1)qual'è la tensione cui è sottoposta la catena se l'uomo cammina con accelerazione a=0.8m/s^2? [4.8N]
2)se la catena fosse legata al braccio a formare un angolo di 45° con l'orizzontale quanto sarebbe la tensione? [6.79N]
3)rifare i punti precedenti con attrito palla/terreno u=0.2 [14.6N e 17.4N]
il primo punto piu o meno l'ho capito,più che altro nn riesco a capire le varie tensioni(palla-catena catena-uomo) come siano messe.
CioKKoBaMBuZzo
15-11-2005, 14:43
quello che ti dico è basato su supposizioni, perchè a scuola abbiamo fatto una volta un esercizio del genere ma trascurando la massa della corda e in una situazione un pò diversa (ma i risultati vengono)
per il primo ti basta la seconda legge della dinamica: la tensione è intesa come forza, quindi F=m*a (ed ha punto di applicazione all'attaccatura della catena al piede con verso opposto al moto)
la massa in questo caso è data dalla somma delle masse (catena + palla)
F=6*0,8=4,8 N
nel caso in cui si consideri l'attrito palla/terreno, si calcola la forza d'attrito che è data dalla formula Fa=u*F(perp) dove F(perp) è la componente perpendicolare al piano della risultante delle forze agenti sul corpo. in questo caso di la componente perpendicolareè data dalla forza peso, quindi P=5*9,8=49N Fa=P*u=49*0,2=9,8 N. adesso si tratta di una semplice somma, F+Fa=4,8+9,8=14,6 N
per il secondo punto sono un pò meno sicuro: il vettore tensione si scompone nelle due componenti, orizzontale e verticale. la tensione orizzontale dovrebbe essere la stessa, e dato che le due componenti sono uguali in modulo (essendo a 45°) col teorema di pitagora si calcola radq(4,8^2+4,8^2)=6,79 N.
con l'attrito non capisco il motivo ma il risultato mi viene diverso. sommando i due vettori forza(tensione e attrito) mi risulta 15,37N
ho ragionato in questo modo: la forza di attrito agisce sempre sulla palla e basta, quindi ho sommato la componente orizzontale della tensione e la forza di attrito, poi ho usato il teorema di pitagora con il risultato e la componente verticale della tensione.
bho io ci ho porvato...magari c'è qualche incorrettezza o imprecisione
(allego anche un disegno...in rosso la tensione e l'attrito, in rosso più sottile nel secondo ci sono anche le due componenti)
Lucrezio
15-11-2005, 15:35
l'esame di fisica sperimentale A si avvicina e son sommerso dagli esercizi. ho qua un eserciziario solo che nn riesco a capire bene come sia svolto l'esercizio, qualche anima pia me lo spiega pls.
un uomo deve portare legata al piede una palla di ferro di massa mp=5kg legata tramite una catena di massa mc=1kg.
1)qual'è la tensione cui è sottoposta la catena se l'uomo cammina con accelerazione a=0.8m/s^2? [4.8N]
2)se la catena fosse legata al braccio a formare un angolo di 45° con l'orizzontale quanto sarebbe la tensione? [6.79N]
3)rifare i punti precedenti con attrito palla/terreno u=0.2 [14.6N e 17.4N]
il primo punto piu o meno l'ho capito,più che altro nn riesco a capire le varie tensioni(palla-catena catena-uomo) come siano messe.
Provo il terxo punto
Sulla palla agiscono la forza imposta dal prigioniero, la forza d'attrito, la forza di gravità e la reazione normale (queste due si cancellano fra loro).
Nel primo caso le forze sono parallele, quindi nessun problema:
http://operaez.net/mimetex/\vec{T} + \vec{F_a}=(m_c+m_p)\vec{a}\Rightarrow \vec{T}=(m_c+m_p)\vec{a}-(-m_pg\mu )\vec{i}
dove i è il versore x.
Passando ai moduli e facendo i conti:
http://operaez.net/mimetex/|\vec{T}|=6Kg \cdot 9.8 m/s^2 + 0.2 \cdot 9.8m/s^2 \cdot 5Kg = 14.6N
Riguardo all'altro punto bisogna lavorare per componenti:
http://operaez.net/mimetex/T_x+F_a=(m_c+m_p)a
e
http://operaez.net/mimetex/T_y+ N+F_g=0
dove ovviamente tutto si intende preso con il segno (come prima ;) )
Lavorando sulla prima trovi che
http://operaez.net/mimetex/T=\frac{(m_c+m_p)a_x}{\cos(45)}-\frac{F_a}{\cos(45)}
Spero che venga...
il secondo punto nn mi è molto chiaro, cmq grazie
posto lo svolgimento che c'è sull'eserciziario
http://img467.imageshack.us/img467/9752/pag18ps.jpg
http://img11.imageshack.us/img11/2070/pag26kp.jpg
le parti riguardanti la palla al piede mi sono chiare, sono quelle con la catena inclinata che nn riesco a capire bene. la tensione come la devo mettere? mi da la tensione della catena Tc rivolta in alto e quella della palla Tp in basso. perchè?
grazie
@lucrezio, abbiamo postato insieme. cmq ho capito che il mio problema è che nn so che verso mettere a ste benedette tensioni! come lo capisco?
CioKKoBaMBuZzo
15-11-2005, 15:56
http://operaez.net/mimetex/|\vec{T}|=6Kg \cdot 9.8 m/s^2 + 0.2 \cdot 9.8m/s^2 \cdot 5Kg = 14.6N
forse qua intendevi 6*0,8 + 0,2*9,8*5
altro esercizio in arrivo, questo a me sembra giusto invece l'eserciziario lo da diverso.
due corpi uguali si muovono su un piano liscio lungo due direzioni inclinate di un angolo a=45° e B=30°, con velocità Va=3m/s e Vb=5m/s, urtandosi in modo completamente anelastico. stabilire in quale direzione si muovono i corpi dopo l'urto e la perdita frazionaria di energia
edit avevo sbagliato un segno!
JL_Picard
15-11-2005, 17:33
con l'attrito non capisco il motivo ma il risultato mi viene diverso. sommando i due vettori forza(tensione e attrito) mi risulta 15,37N
ho ragionato in questo modo: la forza di attrito agisce sempre sulla palla e basta, quindi ho sommato la componente orizzontale della tensione e la forza di attrito, poi ho usato il teorema di pitagora con il risultato e la componente verticale della tensione.
bho io ci ho porvato...magari c'è qualche incorrettezza o imprecisione
(allego anche un disegno...in rosso la tensione e l'attrito, in rosso più sottile nel secondo ci sono anche le due componenti)
Hai staccato la catena dalla parte sbagliata!
Se stacchi la catena dalla parte della palla (e non della caviglia o mano) ti accorgerai che il verso della tensione è verso la catena e quindi contrario all'attrito.
Quindi aggiustando i segni ti dovrebbe tornare.
la tensione come va messa? che verso deve avere e da dove deve partire? in generale intendo, visto che da quanto ho visto nn ho chiaro il concetto.
in questo caso perchè la tensione nn è dalla palla alla catena e poi dalla mano alla catena ma il contrario? almeno dal disegno dell'eserciziario sembra così
JL_Picard
15-11-2005, 17:43
la tensione come va messa? che verso deve avere e da dove deve partire? in generale intendo, visto che da quanto ho visto nn ho chiaro il concetto.
in questo caso perchè la tensione nn è dalla palla alla catena e poi dalla mano alla catena ma il contrario? almeno dal disegno dell'eserciziario sembra così
la tensione (della catena) è un'azione interna, per cui quando si "taglia" il sistema in due avrai due forze di ugual modulo e verso opposto.
Se esamini il "sistema palla" la tensione è diretta verso la catena.
Se esamini il "sistema catena" la tensione è diretta verso la palla.
nel disegno dell'eserciziario si sta esaminando il sistema palla, per cui la "freccia" della tensione è giustamente disegnata verso la catena.
eccone un altro in arrivo!
un corpo di massa M è fermo su un piano orizzontale scabro con coefficiente di attrito statico us(mu s). sopra il corpo si trova una molla di costante elastica k, con un estremo saldato al blocco stesso. all'altro estremo è vincolato un blocchetto di massa trascuraile che può scivolare senza attrito sul corpo. un proiettile di massa m, in moto orizzontale con velocità v, si conficca nel blocchetto: si calcoli la massima velocità del proiettile per cui il c corpo rimane fermo.
lui lo svolge così, solo che riesco a capire delle cose.
dal momento dell'urto avrò conversione di energia cinetica in elastica, quindi alla max compressione avrò:
1\2 m v^2= 1\2 k d^2
quindi d=v sqrt(m\k)
e fin qui ok, poi dice:
la molla darà al corpo M una forza a Fel=kd=v sqrt(mk), perchè il corpo nn si muova questa forza deve essere minore di quella di attrito statico.
da quel che ho capito dopo la compressione della molla, lui tratta il problema come se la molla avesse un vincolo dalla parte di arrivo del proiettile e si estendesse dall'altra parte spingendo M, giusto? ma la forza nn dovrebbe esser distribuita in parte a M e in parte per riestendere la molla?
cosa sbaglio?
Goldrake_xyz
16-11-2005, 17:03
Ci hai preso gusto ? :D
Mica ti puoi portare Lucrezio con tè all' esame !
Dai sforzati un pochettino, altrimenti non impari nulla. :sofico:
:ops:
infatti mica ho postato l'esercizio e ho detto fatemelo! io mi sforzo ma se nn capisco una cosa c'è poco da fare. e dai da stasera poi nn rompo più :D
Goldrake_xyz
16-11-2005, 17:47
infatti mica ho postato l'esercizio e ho detto fatemelo! io mi sforzo ma se nn capisco una cosa c'è poco da fare. e dai da stasera poi nn rompo più :D
Scherzavo ! :D
x mè puoi "rompere" tutte le volte che vuoi ! :sofico:
Ciao, alle prossime ! :D
si ma...alla fine...mi spiegate il problema della molla col proiettile pls
JL_Picard
17-11-2005, 07:31
eccone un altro in arrivo!
da quel che ho capito dopo la compressione della molla, lui tratta il problema come se la molla avesse un vincolo dalla parte di arrivo del proiettile e si estendesse dall'altra parte spingendo M, giusto? ma la forza nn dovrebbe esser distribuita in parte a M e in parte per riestendere la molla?
cosa sbaglio?
Esamina un attimo "l'evoluzione" del problema.
al tempo 0 il proiettile si conficca nel blocchetto.
dopodichè il blocchetto si muove senza attrito finchè tutta l'energia cinetica si è trasformata in Energia potenziale della molla.
In questo momento (al tempo che chiamo T1) avremo un sistema composto dal blocchetto (fermo), dalla molla (compressa) e dal corpo M (fermo).
come dici tu la molla "spinge" entrambi i corpi alle sue estremità.
Se spezziamo il sistema nelle sue tre componenti, e chiamiamo F1 ed F2 le forze agenti sugli estremi della molla, dall'equazione di equilibrio alla traslazione della molla stessa troviamo immediatamente che F1=F2 (la molla dopo il tempo T1, si allungherà, ma non si sposta come corpo rigido).
In altre parole, in assenza di fenomeni dissipativi (si direbbe che la molla sta lavorando in campo elastico) la forza generata dalla compressione della molla si comporta come la tensione del filo nell'esercizio precedente, trasmettendosi invariata da un capo all'altro.
Ovviamente varia il segno della stessa (la tensione nel filo è una trazione, mentre la Forza della molla è una compressione).
PS 1: il problema suppone che non ci sia dissipazione di energia nel momento in cui il proiettile si conficca nel blocchetto.
PS2: se hai già fatto dinamica, potresti anche divertirti a calcolare il periodo di oscillazione del blocchetto attorno alla sua posizione di equilibrio (moto armonico...)
convolvulaceo
24-09-2008, 11:25
eccone un altro in arrivo!
un corpo di massa M è fermo su un piano orizzontale scabro con coefficiente di attrito statico us(mu s). sopra il corpo si trova una molla di costante elastica k, con un estremo saldato al blocco stesso. all'altro estremo è vincolato un blocchetto di massa trascuraile che può scivolare senza attrito sul corpo. un proiettile di massa m, in moto orizzontale con velocità v, si conficca nel blocchetto: si calcoli la massima velocità del proiettile per cui il c corpo rimane fermo.
lui lo svolge così, solo che riesco a capire delle cose.
dal momento dell'urto avrò conversione di energia cinetica in elastica, quindi alla max compressione avrò:
1\2 m v^2= 1\2 k d^2
quindi d=v sqrt(m\k)
e fin qui ok, poi dice:
la molla darà al corpo M una forza a Fel=kd=v sqrt(mk), perchè il corpo nn si muova questa forza deve essere minore di quella di attrito statico.
da quel che ho capito dopo la compressione della molla, lui tratta il problema come se la molla avesse un vincolo dalla parte di arrivo del proiettile e si estendesse dall'altra parte spingendo M, giusto? ma la forza nn dovrebbe esser distribuita in parte a M e in parte per riestendere la molla?
cosa sbaglio?
Ho un esercizio identico da svolgere, cambia solo la richiesta finale (quella che ho messo in grassetto), che è: calcolare il valore della velocità v per cui il blocco si mette in movimento.
Qualcuno sa come si fa?
Grazie :)
convolvulaceo
24-09-2008, 11:29
Il compito intero è questo: http://img172.imageshack.us/my.php?image=24092008020ir2.jpg
Se qualcuno avesse la soluzione anche del secondo esercizio gliene sarei estremamente grato.
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