Problema di fisica
Una sferetta di legno comune( d= 760 kg/mc ) di volume 100 cc viene immersa in acqua ad una profondità di 10 m e poi in mercurio ancora alla stessa profondità alla stessa velocità costante di 4 m/s.
Si calcoli in entrambi i casi il lavoro totale svolte dalle forze ed il tempo in cui viene compiuta l'immersione.
Grazie in anticipo
Si calcoli in entrambi i casi il lavoro totale svolte dalle forze ed il tempo in cui viene compiuta l'immersione.
Grazie in anticipo
Risposte
In entrambi i casi il lavoro
necessario delle forze utili a spingere
la sferetta è pari a quello fatto dalla
forza di Archimede per portare il fluido
dalla profondità fino in superficie
meno quello della f. peso.
quindi
L=dens.liq*V*g*10 m-dens.legno*V*g*10 m
oppure:
a v=cost.
Fspinta=(dens.liq-dens.legno)*g*V
ovvero Fspinta=cost.
se v=cost. il tempo è unico
t=10/4=2.5 s.
ciauuuu!!
necessario delle forze utili a spingere
la sferetta è pari a quello fatto dalla
forza di Archimede per portare il fluido
dalla profondità fino in superficie
meno quello della f. peso.
quindi
L=dens.liq*V*g*10 m-dens.legno*V*g*10 m
oppure:
a v=cost.
Fspinta=(dens.liq-dens.legno)*g*V
ovvero Fspinta=cost.
se v=cost. il tempo è unico
t=10/4=2.5 s.
ciauuuu!!
Ciao alexia1998 era da un po' che ci stavo pensando a questo problema...
... quello che non mi convince però è che se si equivalgono le forze di spinta verso il basso alla forza di spinta di Archimede la sfera non si muove ma rimane in equilibrio a qualsiasi profondità io mi ponga...
... quindi come faccio a determinare la forza in più necessaria a far immergere la sfera ad una velocità costante di 4m/s...
... oppure dove sbaglio nel mio ragionamento?
Mi interesserebbe il tuo parere.
:hi
Massimiliano
Aggiunto 19 minuti più tardi:
Cioè:
La sferetta di legno ha una massa di:
la massa d'acqua spostata è pari a:
e la massa di mercurio spostato:
Quindi:
equilibrio in acqua
equilibrio in mercurio
Aggiunto 2 minuti più tardi:
Nota la
... quello che non mi convince però è che se si equivalgono le forze di spinta verso il basso alla forza di spinta di Archimede la sfera non si muove ma rimane in equilibrio a qualsiasi profondità io mi ponga...
... quindi come faccio a determinare la forza in più necessaria a far immergere la sfera ad una velocità costante di 4m/s...
... oppure dove sbaglio nel mio ragionamento?
Mi interesserebbe il tuo parere.
:hi
Massimiliano
Aggiunto 19 minuti più tardi:
Cioè:
La sferetta di legno ha una massa di:
[math] Massa_{sferetta} \;=\; d_{legno} \;.\; V \;=\; 760 \;.\; 10^{-4} \;=\; 0,076 \;Kg [/math]
la massa d'acqua spostata è pari a:
[math] Massa_{H_2O\;spostata} \;=\; d_{acqua} \;.\; V \;=\; 1000 \;.\; 10^{-4} \;=\; 0,1 \;Kg [/math]
e la massa di mercurio spostato:
[math] Massa_{Hg\;spostata} \;=\; d_{mercurio} \;.\; V \;=\; 13546 \;.\; 10^{-4} \;=\; 1,3546 \;Kg [/math]
Quindi:
equilibrio in acqua
[math] F_{eq} \;=\; (Massa_{H_2O\;spostata} \;-\; Massa_{sferetta})\;.\;g \;= [/math]
[math] =\; (0,1 \;-\; 0,076)\;.\;9,8 \;=\; 0,2352 \;kgms^{-2} [/math]
equilibrio in mercurio
[math] F_{eq} \;=\; (Massa_{Hg\;spostata} \;-\; Massa_{sferetta})\;.\;g \;= [/math]
[math] =\; (1,3456 \;-\; 0,076)\;.\; 9,8 \;=\; 12,44208 \;kgms^{-2} [/math]
Aggiunto 2 minuti più tardi:
Nota la
[math] F_{eq} [/math]
in pratica è la forza che devo applicare alla mi sferetta di legno per farla rimanere in equilibrio con la spinta di Archimede
io nn lo so sn andata a vedere su internet la risposta, ho appena finito solo la terza media :blush ...
cmq ho provato a ragionare e quello che ti potrebbe far sorgiere dei dubbi è la pressione idrostatica...La pressione idrostatica è la forza esercitata da un fluido in quiete su ogni superficie a contatto con esso. Il valore di questa pressione dipende esclusivamente dalla densità del fluido e dall'affondamento del punto considerato dal pelo libero o, in linea più generale, dal piano dei carichi idrostatici . Esso dunque è indipendente dalla massa sottostante il punto considerato.Nel caso in cui ci siano due o più fluidi non miscibili e con densità differenti, la pressione idrostatica è rappresentata dalla somma delle pressioni provocate dai diversi fluidi. Sapendo che l'atmosfera terrestre provoca una pressione pari a circa 10,33 metri di colonna d'acqua, possiamo sommare all'affondamento del punto questa quota e calcolare così la pressione assoluta nel punto considerato.
nn so se è questo il tuo problema... mi dispiace... :dontgetit
cmq ho provato a ragionare e quello che ti potrebbe far sorgiere dei dubbi è la pressione idrostatica...La pressione idrostatica è la forza esercitata da un fluido in quiete su ogni superficie a contatto con esso. Il valore di questa pressione dipende esclusivamente dalla densità del fluido e dall'affondamento del punto considerato dal pelo libero o, in linea più generale, dal piano dei carichi idrostatici . Esso dunque è indipendente dalla massa sottostante il punto considerato.Nel caso in cui ci siano due o più fluidi non miscibili e con densità differenti, la pressione idrostatica è rappresentata dalla somma delle pressioni provocate dai diversi fluidi. Sapendo che l'atmosfera terrestre provoca una pressione pari a circa 10,33 metri di colonna d'acqua, possiamo sommare all'affondamento del punto questa quota e calcolare così la pressione assoluta nel punto considerato.
nn so se è questo il tuo problema... mi dispiace... :dontgetit
No, non è questo il mio dubbio sulla possibile soluzione del problema...
... comunque ti ringrazio della tua cortese risposta.
:)
... comunque ti ringrazio della tua cortese risposta.
:)
Grazie ad entrambi, siete stati utili.
Max la risposta alla tua domanda è semplice. Ti ricordo il principio che dice:
"Un corpo non soggetto a forze si muove di MOTO RETTILINEO UNIFORME".
Questo implica che se io imprimo sul corpo una forza F contraria alla somma delle altre forze, e opero in modo che la velocità iniziale sia v, il corpo si muovere per l'"eternità" con velocità costante.
La forza implica un'accelerazione, se non ci sono forze non ci sono accelerazioni, ma non ci sono assolutamente vincoli sulle velocità.
"Un corpo non soggetto a forze si muove di MOTO RETTILINEO UNIFORME".
Questo implica che se io imprimo sul corpo una forza F contraria alla somma delle altre forze, e opero in modo che la velocità iniziale sia v, il corpo si muovere per l'"eternità" con velocità costante.
La forza implica un'accelerazione, se non ci sono forze non ci sono accelerazioni, ma non ci sono assolutamente vincoli sulle velocità.
# the.track :
Max la risposta alla tua domanda è semplice. Ti ricordo il principio che dice:
"Un corpo non soggetto a forze si muove di MOTO RETTILINEO UNIFORME".
Questo implica che se io imprimo sul corpo una forza F contraria alla somma delle altre forze, e opero in modo che la velocità iniziale sia v, il corpo si muovere per l'"eternità" con velocità costante.
La forza implica un'accelerazione, se non ci sono forze non ci sono accelerazioni, ma non ci sono assolutamente vincoli sulle velocità.
Si... se non ricordo male è il primo principio della dinamica...
Però non riesco a comprendere (scusami forse sono un po' arrugginito, ma le cose mi piace capirle fino in fondo se possibile):
se io applico, alla mia sferetta di legno, una forza che equilibra quelle dovute alla spinta di Archimede, decurtate della forza peso della sferetta stessa, questa non dovrebbe rimanere semplicemente immobile ad una qualsiasi profondità a cui la pongo? (Il cosiddetto "galleggiamento neutro" )
Come fa in tali condizioni ad affondare a velocità costante?
Se non ti disturbo troppo mi piacerebbe avere una risposta.
:hi
Massimiliano
Il tuo ragionamento lo possiamo fare con un auto in corsa. Considera un'auto che stia viaggiando a velocità costante. Il motore continua a imprimere momento alle ruote (che si traduce poi in spinta in avanti) per vincere l'insieme delle altre forze agenti sulla macchina, quali attrito viscoso con l'aria, attrito volevente delle ruote ecc.. Questa stessa condizione di equilibrio la puoi trovare quando la macchina è ferma sulla strada (equivalente al "galleggiamento neutro"). Stando al tuo ragionamento in auto tu potresti solo accelerare e decelerare, cosa palesemente errata.
Non so se mi sono spiegato.
Se hai dubbi chiedi. :)
Non so se mi sono spiegato.
Se hai dubbi chiedi. :)
Quindi, se ho ben capito, per far affondare la mia sfera a velocità costante, devo prima imprimerle una forza maggiore della forza di equilibrio in modo da farla accelerare, e di conseguenza, acquistare la velocità voluta.
Raggiunta questa condizione, tornare ad imprimere solo la forza di equilibrio in modo che la sfera proceda da lì in poi a velocità costante.
Per cui il problema non è che forza si deve applicare per affondare a velocità costante, perchè sarebbe una qualsiasi forza maggiore di quella d'equilibrio, ma in quanto tempo si vuole che la sfera raggiunga la velocità costante d'affondamento voluta... o sbaglio?
Comunque a rigor di logica è vero: in auto si può solo accelerare o decelerare (considerando un sistema di trazione in equilibrio con le forze d'attrito): se non fai nulla o sei fermo o stai procedendo a velocità costante, come hai detto tu stesso (se parliamo di un moto puramente rettilineo).
:hi
Massimiliano
Raggiunta questa condizione, tornare ad imprimere solo la forza di equilibrio in modo che la sfera proceda da lì in poi a velocità costante.
Per cui il problema non è che forza si deve applicare per affondare a velocità costante, perchè sarebbe una qualsiasi forza maggiore di quella d'equilibrio, ma in quanto tempo si vuole che la sfera raggiunga la velocità costante d'affondamento voluta... o sbaglio?
Comunque a rigor di logica è vero: in auto si può solo accelerare o decelerare (considerando un sistema di trazione in equilibrio con le forze d'attrito): se non fai nulla o sei fermo o stai procedendo a velocità costante, come hai detto tu stesso (se parliamo di un moto puramente rettilineo).
:hi
Massimiliano
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