Problema di fisica su lavoro e energia cinetica
una slitta di 5kg è ferma su un piano orizzontale scabro.Una forza costante F inclinata di 30° trascina la slitta di 5 metri.Sapendo che il coefficiente di attrito è 0.25 calcola:
a)L'intensita della forza F sapendo che il lavoro compiuto è 188j
b)il lavoro compiuto dalla forza peso agente sulla slitta
c)il lavoro compiuto dalla forza d'attrito
d) il lavoro complessivo di tutte le forze applicate alla slitta
e)l'energia cinetica e la velocità della slitta al termine dello spostamento.
a)L'intensita della forza F sapendo che il lavoro compiuto è 188j
b)il lavoro compiuto dalla forza peso agente sulla slitta
c)il lavoro compiuto dalla forza d'attrito
d) il lavoro complessivo di tutte le forze applicate alla slitta
e)l'energia cinetica e la velocità della slitta al termine dello spostamento.
Risposte
a) Detto
intensità
dove
b) Notando che lungo la direzione in cui agisce la forza peso
c) Detta
del corpo, ricordando che
d) E' sufficiente sommare i lavori delle singole forze calcolati
nei punti precedenti.
e) Per il teorema del lavoro e dell'energia cinetica, il lavoro
complessivo compiuto dalle forze su un corpo è pari alla pro-
pria variazione di energia cinetica:
dove
del moto del corpo. Dal momento che il lavoro complessivo è
stato calcolato al punto precedente e che per via del fatto che il
corpo inizialmente è fermo:
Nota l'energia cinetica, ricordando la propria definizione:
Spero si sufficientemente chiaro. ;)
[math]\alpha[/math]
l'angolo che forma la direzione della forza di intensità
[math]F[/math]
rispetto all'orizzontale, si ha [math]L = F\,s\,\cos\alpha[/math]
, dove
[math]s\\[/math]
è lo spostamento compiuto dal corpo. Quindi...b) Notando che lungo la direzione in cui agisce la forza peso
[math]P := m\,g\\[/math]
il corpo non compie alcuno spostamento...c) Detta
[math]F_a := \mu\,P[/math]
la forza di attrito che si oppone al moto del corpo, ricordando che
[math]L := F \cdot s\\[/math]
, segue che...d) E' sufficiente sommare i lavori delle singole forze calcolati
nei punti precedenti.
e) Per il teorema del lavoro e dell'energia cinetica, il lavoro
complessivo compiuto dalle forze su un corpo è pari alla pro-
pria variazione di energia cinetica:
[math]L_{A \to B} = K_B - K_A[/math]
, dove
[math]A[/math]
e [math]B[/math]
sono rispettivamente i punti di inizio e di fine del moto del corpo. Dal momento che il lavoro complessivo è
stato calcolato al punto precedente e che per via del fatto che il
corpo inizialmente è fermo:
[math]\small K_A = 0[/math]
, segue che [math]\small K_B = L_{A \to B}[/math]
.Nota l'energia cinetica, ricordando la propria definizione:
[math]K_B := \frac{1}{2}m\,v_B^2 \; \; \dots\\[/math]
Spero si sufficientemente chiaro. ;)