Cinematica relativa
Chi sarebbe così gentile da darmi una mano circa questo esercizio?
un punto materiale di massa m 5kg si trova in quiete su un treno che viaggia con v costante 100 km/h su un binario rettilineo. Ad un certo istante per un tempo t 10 s viene applicata una forza F parallela e concorde a v sul punto. In conseguenza di ciò un osservatore O' solidale al treno vede il punto percorrere una distanza d' 3m. Determinare per l'osservatore solidale al suolo O e per l'osservatore O'
1) modulo di F
2) Lavoro compiuto da F in t
3) Energia cinetica del punto trascorso il tempo t
Ho usato il teorema dell'impulso Ft=mv'.. Per l'osservatore sul treno, v'=d/t.
Per l'osservatore solidale al suolo ho dei dubbi.... riutilizzando sempre il teorema dell'impulso, la velocità della cassa quale sarebbe?
Non so se sia la velocità del treno oppure la somma di quest'ultima con la velocità calcolata prima... il lavoro compiuto ho trovato che è W=Fd't.
Non so inoltre come procedere per il terzo punto. Grazie a chi mi illuminerà
un punto materiale di massa m 5kg si trova in quiete su un treno che viaggia con v costante 100 km/h su un binario rettilineo. Ad un certo istante per un tempo t 10 s viene applicata una forza F parallela e concorde a v sul punto. In conseguenza di ciò un osservatore O' solidale al treno vede il punto percorrere una distanza d' 3m. Determinare per l'osservatore solidale al suolo O e per l'osservatore O'
1) modulo di F
2) Lavoro compiuto da F in t
3) Energia cinetica del punto trascorso il tempo t
Ho usato il teorema dell'impulso Ft=mv'.. Per l'osservatore sul treno, v'=d/t.
Per l'osservatore solidale al suolo ho dei dubbi.... riutilizzando sempre il teorema dell'impulso, la velocità della cassa quale sarebbe?
Non so se sia la velocità del treno oppure la somma di quest'ultima con la velocità calcolata prima... il lavoro compiuto ho trovato che è W=Fd't.
Non so inoltre come procedere per il terzo punto. Grazie a chi mi illuminerà
Risposte
Il treno si muove con moto rettilineo uniforme rispetto alla terra, quindi è anch'esso un riferimento inerziale. Perciò questo non ha conseguenze sul moto del punto materiale nel treno.
Attenzione però : il punto materiale sul treno è sottoposto a una forza costante F per $10s$, quindi il moto com'è? Non è uniforme! LA velocità del punto relativa al treno non è costante, devi applicare le formule del moto uniformemente accelerato...
Attenzione però : il punto materiale sul treno è sottoposto a una forza costante F per $10s$, quindi il moto com'è? Non è uniforme! LA velocità del punto relativa al treno non è costante, devi applicare le formule del moto uniformemente accelerato...
Dato che agisce una forza ciò comporta una variazione del moto del punto e quindi un accelerazione.... quindi ricavo l'accelerazione della cassa da F=ma e la sostituisco a d'= vt+1/2at^2? E per l'osservatore a terra quindi è giusto con la velocità del treno?
"Volpes":
Dato che agisce una forza ciò comporta una variazione del moto del punto e quindi un accelerazione.... quindi ricavo l'accelerazione della cassa da F=ma e la sostituisco a d'= vt+1/2at^2? E per l'osservatore a terra quindi è giusto con la velocità del treno?
Una cosa alla volta.
Nel treno, agisce una forza $F$ sulla massa $m$, per $10 s$. MA non conosci il valore di $F$. Però conosci la distanza $d'$ percorsa da $m$ nel treno,con moto unif. accelerato : $ d' = 1/2at^2$ . Questo ti consente di determinare l'accelerazione $a$, sempre relativa al treno. E quindi la forza $F = ma$ .
La velocità relativa al treno sarà dunque variabile col tempo : $ v' = at$ , non è costante.
Ora, rispetto all'osservatore terrestre, che cosa cambia? Forse cambia l'accelerazione e quindi la forza? Pensaci bene.
Rispetto l'osservatore terrestre non cambia allora, visto che è fermo e che il treno si muove con velocità costante.
F=0
E' giusto?
Il fatto è che ho molta difficoltà con questo esercizio. Di solito faccio i diagrammi di corpo libero con le forze apparenti che agiscono nel sistema non inerziale. Però qui con questa forza che viene applicata il blocco si muove e sono un pò in difficoltà... inoltre non agisce l'accelerazione di trascinamento e quindi non riesco a trovare la forza di trascinamento
F=0
E' giusto?
Il fatto è che ho molta difficoltà con questo esercizio. Di solito faccio i diagrammi di corpo libero con le forze apparenti che agiscono nel sistema non inerziale. Però qui con questa forza che viene applicata il blocco si muove e sono un pò in difficoltà... inoltre non agisce l'accelerazione di trascinamento e quindi non riesco a trovare la forza di trascinamento
No, non è giusto. Rifletti sul fatto che il moto di trascinamento, che è quello del treno rispetto alla terra, è un moto rettilineo uniforme, quindi come già ti ho detto il treno è anch'esso un riferimento inerziale.
SE conosci i moti relativi , e in quali relazioni stanno le velocità (assoluta, relativa, di trascinamento) e le accelerazioni (assoluta, relativa, di trascinamento, complementare) , non dovrebbe esserti difficile capire come stanno le cose in questo esercizio.
Ti dirò che stanno nel modo più semplice possibile.
SE conosci i moti relativi , e in quali relazioni stanno le velocità (assoluta, relativa, di trascinamento) e le accelerazioni (assoluta, relativa, di trascinamento, complementare) , non dovrebbe esserti difficile capire come stanno le cose in questo esercizio.
Ti dirò che stanno nel modo più semplice possibile.
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