C'e' qualche docente di fisica in ascolto?
SONO una studentessa della facolta di matematica che deve sostenere l'esame di fisica1
c'e' qulche docente di fisica che potrebbe darmi una mano a risolvere questo esercizio?
Grazie
Una ruota , montata su un asse che non è privo di attrito ,è inizialmente ferma.
Si applica alla ruota un momento esterno costante di 50 N*m per 20 secondi.
ALLA fine di questo intervallo di tempo la ruota ha una velocita angolare di 600 giri/minuto.
A questo punto si toglie il momento esterno e la ruota su ferma dopo altri 120 secondi
(a) quale' il momento di inerzia della ruota?
(b) qual'e' il momento della forza di attrito?
ps potreste rispondermi con tutti i cacoli precisi
pps. ma sta ruota come la devo disegnare che significa montata su un asse.
ppps ma questo asse e' orizzontale , vertivale....
c'e' qulche docente di fisica che potrebbe darmi una mano a risolvere questo esercizio?
Grazie
Una ruota , montata su un asse che non è privo di attrito ,è inizialmente ferma.
Si applica alla ruota un momento esterno costante di 50 N*m per 20 secondi.
ALLA fine di questo intervallo di tempo la ruota ha una velocita angolare di 600 giri/minuto.
A questo punto si toglie il momento esterno e la ruota su ferma dopo altri 120 secondi
(a) quale' il momento di inerzia della ruota?
(b) qual'e' il momento della forza di attrito?
ps potreste rispondermi con tutti i cacoli precisi
pps. ma sta ruota come la devo disegnare che significa montata su un asse.
ppps ma questo asse e' orizzontale , vertivale....
Risposte
ehm... sastra... sei davvero così ottimista nel pensare che un docente di Fisica si metta a fare il tuo problema postando tutti i calocli?!... ti consiglio di mettere il post in "università" o in "fisica".. forse là qualcuno lo trovi..
ciao, ubermensch
ciao, ubermensch
Be forse tutti i calcoli precisi non me li scrive(ho chiesto un po troppo credo) ma potrebbe dirmi il procedimento con il quale svolgere l'esercizio!!Che dici tu? oppure dovrei dire che ne dice lei. Lei è un professore di fisica?
tu intanto pensa ke se è un asse allora passa dal centro della ruota (ke è come un anello x il momento di inerzia). Non conoscendo il raggio della ruota non puoi calcolarti il suddetto momento da una formula nota (MR^2) ma potresti fare un ragionamento induttivo.
Prova a calcolarti l'accelerazione costante indotta dal momento esterno a te noto della ruota fino ai 20 secondi (moto angolare uniformamente accelerato) considerando che
t=20 s
velocità angolare iniziale =0
velocità angolare finale= 10 giri/sec (okkio alle unità di misura)
trovata l'accelerazione puoi trovarti l'inerzia della ruota perchè T/a=I. T ce l'hai (momento applicato) e l'accelerazione l'avrai appena calcolata.
Dopo questo calcolati la decelerazione costante fino ai 120 secondi... ovviamente questa sarà causata dal momento di attrito esterno altrimenti ruoterebbe all'infinito.
Questo è frutto di un mio ragionamento dovresti farteli tu i tentativi ed i calcoli. Spero possa aiutarti, 2 anni fa presi 30 in fisica ad ingegneria, le formule nn le ricordo ma il ragionamento dovrebbe essere corretto.
Ciao.
Prova a calcolarti l'accelerazione costante indotta dal momento esterno a te noto della ruota fino ai 20 secondi (moto angolare uniformamente accelerato) considerando che
t=20 s
velocità angolare iniziale =0
velocità angolare finale= 10 giri/sec (okkio alle unità di misura)
trovata l'accelerazione puoi trovarti l'inerzia della ruota perchè T/a=I. T ce l'hai (momento applicato) e l'accelerazione l'avrai appena calcolata.
Dopo questo calcolati la decelerazione costante fino ai 120 secondi... ovviamente questa sarà causata dal momento di attrito esterno altrimenti ruoterebbe all'infinito.
Questo è frutto di un mio ragionamento dovresti farteli tu i tentativi ed i calcoli. Spero possa aiutarti, 2 anni fa presi 30 in fisica ad ingegneria, le formule nn le ricordo ma il ragionamento dovrebbe essere corretto.
Ciao.
Allora il mio ragionamento è questo:
per la seconda equazione cardinale della dinamica si ha
(1) Iz*d/dt w = Me
momento di inerzia per accelerazione angolare deve equiparare la somma dei momenti esterni.
d/dt w lo puoi ricavare discretizzando la derivata temporale in quanto Me è costante.
allora d/dt w= (10 giri/s-0) *1/20 s
Ti ricavi Iz dalla (1) e hai risolto il primo quesito;
Ora la resistenza d'attrito puoi trovarla applicando di nuovo la (1) dove Me è pari a
Far * r
Far forza d'attrito incognita r raggio della circonferenza che puoi trovare dalla formula nota per il calcolo del momento di inerzia di una circonferenza (Iz=Ig=Ix+Iy perchè la circ. è un sitema piano giroscopico se non sbaglio (pi r^2/4) uguagliandola al valore di Iz trovato al punto a.
Sostituisci alla (1)
Iz * d/dt w = Far * r
d/dt w al solito è (wf-wi)/(tf-ti)
Sostituendo dovresti risolvere il tutto.
per la seconda equazione cardinale della dinamica si ha
(1) Iz*d/dt w = Me
momento di inerzia per accelerazione angolare deve equiparare la somma dei momenti esterni.
d/dt w lo puoi ricavare discretizzando la derivata temporale in quanto Me è costante.
allora d/dt w= (10 giri/s-0) *1/20 s
Ti ricavi Iz dalla (1) e hai risolto il primo quesito;
Ora la resistenza d'attrito puoi trovarla applicando di nuovo la (1) dove Me è pari a
Far * r
Far forza d'attrito incognita r raggio della circonferenza che puoi trovare dalla formula nota per il calcolo del momento di inerzia di una circonferenza (Iz=Ig=Ix+Iy perchè la circ. è un sitema piano giroscopico se non sbaglio (pi r^2/4) uguagliandola al valore di Iz trovato al punto a.
Sostituisci alla (1)
Iz * d/dt w = Far * r
d/dt w al solito è (wf-wi)/(tf-ti)
Sostituendo dovresti risolvere il tutto.
aggiungo:
Non avevo letto bene vuole il momento della forza d'attrito allora te ne puoi fregare del raggio della circonferenza e nell'ultima eq che ti ho scritto dovresti lasciare Mfar anziche Far * r. ancora più facile...
cmq fammi sapere.
Non avevo letto bene vuole il momento della forza d'attrito allora te ne puoi fregare del raggio della circonferenza e nell'ultima eq che ti ho scritto dovresti lasciare Mfar anziche Far * r. ancora più facile...
cmq fammi sapere.
ciao conte_de_saint_venant finalmente gli esami di fisica li ho terminati e sono andata anche molto bene ora mi ci vorrebbe
qualcuno che mi aiutasse con l algebra (teoria dei gruppi) tu potresti darmi una mano?Oppure conosci qualcuno che potrebbe darmela?
qualcuno che mi aiutasse con l algebra (teoria dei gruppi) tu potresti darmi una mano?Oppure conosci qualcuno che potrebbe darmela?
Ciao, complimenti per l'esame!
Dunque il docente (che come previsto non ha risposto) non era poi tanto necessario.
Ma forse non ha risposto perchè il problema come è stato dato è, a rigore ,indeterminato.
SI DEVE INFATTI SUPPORRE CHE IL MOMENTO DELLE FORZE DI ATTRITO SIA COSTANTE,
cosa niente affatto scontata (anzi nella realtà...)
Detto ciò avrebbe potuto anche farti i calcoli visto che sono pochi e semplici.
Infatti dovrebbe essere:
I(dw/dt )= M+T
I(dw/dt)=T
da cui integrando rispetto al tempo e supposto T costante (per cui si può 'tirare fuori' dal segno di integ.)
I[w(20)-w(0)]=(M+T)(20-0)
I[w(140)-w(20)]=T(140-20)
ove w(0)=w(140)=0 ; w(20)=10 giri/sec. ; M=50Nm ; I e T incognite da determinare.
Da cui , omettendo le dimensioni e indicato pi-greco con &
20&I=20M+20T
-20&I=120
ovvero 0=M+7T
I=-6T/&
da cui T=-M/7=-50/7 Nm e I=6M/7& =300/7& kgm^2
Nb: se gli integrali intimoriscono usare la formula Iw(t)-Iw(0)=Mt
il segno meno indica che N e T hanno verso opposto,
si poteva tenerne conto a priori usando -T al posto di T
P.S Post corretto dopo quanto osservato dal sig. conte che ringrazio pur non condividendo del tutto il suo punto di vista sulla didattica;non credo che questo modo di ragionare sia scorretto o inutilmente complicato (si tratta di una studentessa universitaria !)
Ovviamente(altrimenti non avrei perso tempo a fare i conti )non condivido quasi nulla sulle osservazioni fisiche:discretizzazione possibile nei casi ideali a differenza di quelli reali che resterebbero indeterminati
approssimazioni in secondi e quindi...,ecc.Queste sì inutili complicazioni trattandosi di un esercizio dato
( cioè con i dati fissati )
Dunque il docente (che come previsto non ha risposto) non era poi tanto necessario.
Ma forse non ha risposto perchè il problema come è stato dato è, a rigore ,indeterminato.
SI DEVE INFATTI SUPPORRE CHE IL MOMENTO DELLE FORZE DI ATTRITO SIA COSTANTE,
cosa niente affatto scontata (anzi nella realtà...)
Detto ciò avrebbe potuto anche farti i calcoli visto che sono pochi e semplici.
Infatti dovrebbe essere:
I(dw/dt )= M+T
I(dw/dt)=T
da cui integrando rispetto al tempo e supposto T costante (per cui si può 'tirare fuori' dal segno di integ.)
I[w(20)-w(0)]=(M+T)(20-0)
I[w(140)-w(20)]=T(140-20)
ove w(0)=w(140)=0 ; w(20)=10 giri/sec. ; M=50Nm ; I e T incognite da determinare.
Da cui , omettendo le dimensioni e indicato pi-greco con &
20&I=20M+20T
-20&I=120
ovvero 0=M+7T
I=-6T/&
da cui T=-M/7=-50/7 Nm e I=6M/7& =300/7& kgm^2
Nb: se gli integrali intimoriscono usare la formula Iw(t)-Iw(0)=Mt
il segno meno indica che N e T hanno verso opposto,
si poteva tenerne conto a priori usando -T al posto di T
P.S Post corretto dopo quanto osservato dal sig. conte che ringrazio pur non condividendo del tutto il suo punto di vista sulla didattica;non credo che questo modo di ragionare sia scorretto o inutilmente complicato (si tratta di una studentessa universitaria !)
Ovviamente(altrimenti non avrei perso tempo a fare i conti )non condivido quasi nulla sulle osservazioni fisiche:discretizzazione possibile nei casi ideali a differenza di quelli reali che resterebbero indeterminati
approssimazioni in secondi e quindi...,ecc.Queste sì inutili complicazioni trattandosi di un esercizio dato
( cioè con i dati fissati )
Ciao, vorrei dire la mia sull'osservazione di ottusangolo. Innanzitutto vorrei chiedere quale problema è determinato se ragioniamo come hai detto tu? Ha rigore tutti i modelli fisico-matematici sono approssimati tanto è vero che sono soggetti ad invecchiamento. Una cosa è vera fino a prova contraria. Detto ciò dubito che in un problema di fisica dove le misurazioni del tempo sono cosi approssimate da essere nell'ordine del secondo, dove la legge di newton sugli sforzi tangenziali è inapplicabile perchè: non si conosce il tipo di lubrificante messo nel perno, l'effettiva distanza nella cerniera tra disco e asse etc si richieda una trattazione così rigorosa. E che un professore di Fisica propenso alla didattica "spaventi" così una ragazza alle prime esperienze. in ogni caso vorrei per esattezza riportare il sitema esatto di equazioni risolventi il modello "semplificato":
Iz (d/dt w1)=Me - Mar
Iz (d/dt w2)= - Mar
due equazioni due incognite, sono differenziali, ma discretizzando l'accelerazione angolare una mera applicazione del teorema di Rouchè-Capelli dice che vi è soluzione. Trascurando la variazione temporale dell'attrito l'ordine di grandezza dei risultati non è che cambi tanto.
In ogni caso per l'algebra se c'è da risolvere qualche esercizio proponimelo pure. Ciao
Iz (d/dt w1)=Me - Mar
Iz (d/dt w2)= - Mar
due equazioni due incognite, sono differenziali, ma discretizzando l'accelerazione angolare una mera applicazione del teorema di Rouchè-Capelli dice che vi è soluzione. Trascurando la variazione temporale dell'attrito l'ordine di grandezza dei risultati non è che cambi tanto.
In ogni caso per l'algebra se c'è da risolvere qualche esercizio proponimelo pure. Ciao
Ottusangolo mi dispiace che spesso la fretta con cui accedo a questo forum non mi permette di chiarire con necessaria dovizia taluni argumenti. Ora leggendo le aggiunte fatte al tuo post noto che hai capito dalle mie parole il fatto che la "discretizzazione" può essere fatta in casi ideali...Forse un domani nel declino delle mie facoltà mentali potrei affermare una cosa di queste. Sono un ingegnere civile e per studiare la realtà opero ogni giorno discretizzando funzioni, il metodo degli elementi finiti. Ma tu pensi veramente di poter determinare lo stato tensionale della sedia dove stai seduto mentre leggi questo post senza fare alcuna approssimazione?
Detto questo volevo intendere nella parentesi aperta ieri in cui ho accennato la parola didattica che è superfluo fare considerazioni sul fatto che il momento sia costante sennò il problema è indeterminato, in quanto:
-la traccia ha implicita questa assunzione (vedi mia osservazione sui dati)
-a fisica si studiano solo i sistema ideali (fluidi ideali,accelerazioni costanti,sistemi chiusi etc.)
-a matematica si studiano solo i modelli (non credo che la ragazza abbia voglia di progettare ruote e perni...)
Spero di aver chiarito il mio punto di vista.Grazie saluti
Detto questo volevo intendere nella parentesi aperta ieri in cui ho accennato la parola didattica che è superfluo fare considerazioni sul fatto che il momento sia costante sennò il problema è indeterminato, in quanto:
-la traccia ha implicita questa assunzione (vedi mia osservazione sui dati)
-a fisica si studiano solo i sistema ideali (fluidi ideali,accelerazioni costanti,sistemi chiusi etc.)
-a matematica si studiano solo i modelli (non credo che la ragazza abbia voglia di progettare ruote e perni...)
Spero di aver chiarito il mio punto di vista.Grazie saluti
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo