Soluzione problema 3 (per le classi seconde)

Per la soluzione dei problemi di dinamica si può procedere applicando direttamente le leggi della dinamica (F = ma) oppure applicando il teorema dell’energia cinetica TEc (o la legge di conservazione dell’energia meccanica CEM). Si tratta di due strategie alternative, ciascuna delle quali è conveniente in alcuni casi e non lo è in altri.

 

Nel caso in questione (problema 1) l’applicazione diretta delle leggi della dinamica è la strategia più rapida ed economica; l’applicazione del TEc è proposta solo per constatare come essa risulti inutilmente più dispendiosa.

Soluzione problema 2 (per le classi prime)

 

Problema 3 (per le classi seconde)

Risolvere il problema 1 applicando il teorema dell’energia cinetica, anziché la seconda legge della dinamica.

Problema 2 (per le classi prime)

1. Si consideri il problema 1 nel caso in cui il piano orizzontale sia scabro, mentre rimangono invariati la massa del corpo e la forza applicata. Siano k_s = 0,50 e k_d = 0,35 i coefficienti d’attrito statico e dinamico. Stabilire se il corpo si mette in movimento e, eventualmente, determinare la sua accelerazione e la velocità dopo 5 secondi. Determinare inoltre l’intensità della forza d’attrito statico (all’inizio del movimento) e della forza d’attrito dinamico (durante il movimento).
2. Si consideri di nuovo la situazione del punto precedente, nel caso in cui la forza applicata abbia intensità F = 50 N. Tutti gli altri dati rimangano gli stessi. Mostrare che in questo caso il corpo non si mette in movimento. Determinare l’intensità della forza d’attrito statico.
3. Determinare la risultante di tutte le forze applicate al corpo in ciascuno dei due casi precedenti.

Problema 1 (per le classi prime) con soluzione

Un corpo di massa 12 kg è inizialmente fermo su un piano orizzontale liscio. A partire da un certo istante agisce su di esso una forza costante d’intensità F = 150 N inclinata di 25° verso l’alto rispetto all’orizzontale.

• Determinare l’accelerazione posseduta dal corpo.
• Determinare la velocità da esso acquistata dopo 5 secondi di azione della forza.
• Determinare lo spazio percorso dopo 5 secondi.

 

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Schema di soluzione.

 

 

Si lascia allo studente il calcolo dello spazio percorso.