3 Quesiti Teorici Fisica A
Ho risolto questi tre quesiti teorici e volevo chiedere se le risposte sono corrette:
1) Quesito: Un punto materiale ruota di moto circolare uniforme su un piano orizzontale senza attrito attorno ad un
asse fisso. Descrivere la forza alla quale è soggetto e dire se è conservativa.
1) Risposta: La forza alla quale è soggetto è la forza centripeta, che ha modulo $(v^2)/r$, direzione radiale e verso interno. E' una forza conservativa in questo caso data l'assenza di attrito.
2) Quesito: n un sistema di riferimento cartesiano ortogonale è dato il campo di forze $vec F=Fvec k$ (F costante). Calcolarne
il momento nei punti $P_1 = (a,a,a)$, $P_2= (a,a,0)$ e $P_3 = (a,a,−a)$ rispetto all’origine O del sistema di riferimento dato.
2) Rispota: Rispetto a $P_1$ e $P_2$ mi viene $aFveci-aFvecj$ mentre rispetto a $P_3$ mi viene $aFveci + aFvecj$
3) Quesito: Un tuffatore si lancia dal trampolino ed esegue una serie di avvitamenti e giravolte. Trascurando la
resistenza dell’aria, quali quantità si conservano durante il salto?
a) la quantità di moto;
b) il momento angolare;
c) il momento d’inerzia;
d) l’energia totale.
Motivare la risposta.
3) Risposta: a e b) VERO poichè il sistema è isolato e la quantità di moto e il momento angolare si conservano, c) FALSO poichè il tuffatore potrebbe "allungarsi" o "accorciarsi" facendo cambiare il momento d'inerzia, d) VERO poichè non ci sono forze esterne che compiono lavoro e l'energia si conserva
Vi ringrazio in anticipo
1) Quesito: Un punto materiale ruota di moto circolare uniforme su un piano orizzontale senza attrito attorno ad un
asse fisso. Descrivere la forza alla quale è soggetto e dire se è conservativa.
1) Risposta: La forza alla quale è soggetto è la forza centripeta, che ha modulo $(v^2)/r$, direzione radiale e verso interno. E' una forza conservativa in questo caso data l'assenza di attrito.
2) Quesito: n un sistema di riferimento cartesiano ortogonale è dato il campo di forze $vec F=Fvec k$ (F costante). Calcolarne
il momento nei punti $P_1 = (a,a,a)$, $P_2= (a,a,0)$ e $P_3 = (a,a,−a)$ rispetto all’origine O del sistema di riferimento dato.
2) Rispota: Rispetto a $P_1$ e $P_2$ mi viene $aFveci-aFvecj$ mentre rispetto a $P_3$ mi viene $aFveci + aFvecj$
3) Quesito: Un tuffatore si lancia dal trampolino ed esegue una serie di avvitamenti e giravolte. Trascurando la
resistenza dell’aria, quali quantità si conservano durante il salto?
a) la quantità di moto;
b) il momento angolare;
c) il momento d’inerzia;
d) l’energia totale.
Motivare la risposta.
3) Risposta: a e b) VERO poichè il sistema è isolato e la quantità di moto e il momento angolare si conservano, c) FALSO poichè il tuffatore potrebbe "allungarsi" o "accorciarsi" facendo cambiare il momento d'inerzia, d) VERO poichè non ci sono forze esterne che compiono lavoro e l'energia si conserva
Vi ringrazio in anticipo
Risposte
Premesso che ho dato solo un'occhiata veloce (quindi non mi esprimo su tutti i tuoi quesiti) mi sembra che il punto 3a non vada tanto bene: se la quantità di moto è $mv$ mi pare che la massa sia costante ma la velocità no, non ti pare?
Effettivamente agisce la forza di gravità...ma nessun momento. Quindi il momento angolare dovrebbe conservarsi giusto?
Quello dovrebbe conservarsi ...
Per il punto 3d cosa intendi per forze esterne? La forza di gravità è una forza esterna per il tuffatore ma non lo è per il sistema terra-tuffatore ...
Per il punto 3d cosa intendi per forze esterne? La forza di gravità è una forza esterna per il tuffatore ma non lo è per il sistema terra-tuffatore ...
Dalla coda:
3) dato che al tuffatore è applicata la gravità, cioè una forza esterna conservativa, in assenza di attriti:
a) la q.d.m non si conserva ma il corpo accelera
b) il momento angolare si conserva perché la gravità ha momento nullo rispetto al baricentro ed il corpo non è vincolato
c) il momento di inerzia varia a causa dei movimenti di braccia e gambe relativi al baricentro
d) l'energia cinetica aumenta ma l'energia potenziale diminuisce in ugual misura, quindi l'energia totale si conserva
2) il momento della forza, costante e verticale, è lo stesso nei 3 punti che hanno le stesse coordinate orizzontali, mentre quella verticale, diversa, non contribuisce
1) anche se la forza è centripeta e non compie lavoro sul moto circolare, IMHO è improprio definirla conservativa senza conoscerne la natura. Una forza conservativa non compie lavoro in un qualsiasi percorso chiuso ovvero deriva da un campo che si può esprimere come gradiente di un potenziale.
In questo caso il percorso non è qualsiasi ma è circolare quindi potrebbe essere obbligato da una guida (rotaie) oppure da un mezzo rotante (giradischi) oppure da una corda trattenuta da qualcuno. Non le definirei conservative in senso stretto.
3) dato che al tuffatore è applicata la gravità, cioè una forza esterna conservativa, in assenza di attriti:
a) la q.d.m non si conserva ma il corpo accelera
b) il momento angolare si conserva perché la gravità ha momento nullo rispetto al baricentro ed il corpo non è vincolato
c) il momento di inerzia varia a causa dei movimenti di braccia e gambe relativi al baricentro
d) l'energia cinetica aumenta ma l'energia potenziale diminuisce in ugual misura, quindi l'energia totale si conserva
2) il momento della forza, costante e verticale, è lo stesso nei 3 punti che hanno le stesse coordinate orizzontali, mentre quella verticale, diversa, non contribuisce
1) anche se la forza è centripeta e non compie lavoro sul moto circolare, IMHO è improprio definirla conservativa senza conoscerne la natura. Una forza conservativa non compie lavoro in un qualsiasi percorso chiuso ovvero deriva da un campo che si può esprimere come gradiente di un potenziale.
In questo caso il percorso non è qualsiasi ma è circolare quindi potrebbe essere obbligato da una guida (rotaie) oppure da un mezzo rotante (giradischi) oppure da una corda trattenuta da qualcuno. Non le definirei conservative in senso stretto.
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