Disco sospeso ad un nastro
Salve a tutti
Vorrei proporre il seguente problema
ho un disco $B$ di raggio $R$ e massa $M$ che può ruotare senza attrito e il cui perno è ancorato al soffitto. Un secondo disco $A$ con le stesse dimensioni e massa del disco $B$ al quale è collegato con un nastro inestensibile e di massa trascurabile.
Il tutto è illustrato in questo disegno:
http://imageshack.com/a/img51/1876/5b31.jpg
Scrivere la formula dell'accelerazione del disco $A$ quando viene lascito libero di cadere.
Da notare che deve scrivere tale formula solo in relazione a $g$
Ho provato in vari modi, però ho ottenuto qualcosa di assurdo:
$a=4g$
Grazie e saluti
Giovanni C.
Vorrei proporre il seguente problema
ho un disco $B$ di raggio $R$ e massa $M$ che può ruotare senza attrito e il cui perno è ancorato al soffitto. Un secondo disco $A$ con le stesse dimensioni e massa del disco $B$ al quale è collegato con un nastro inestensibile e di massa trascurabile.
Il tutto è illustrato in questo disegno:
http://imageshack.com/a/img51/1876/5b31.jpg
Scrivere la formula dell'accelerazione del disco $A$ quando viene lascito libero di cadere.
Da notare che deve scrivere tale formula solo in relazione a $g$
Ho provato in vari modi, però ho ottenuto qualcosa di assurdo:
$a=4g$
Grazie e saluti
Giovanni C.
Risposte
Chiami $T$ la tensione della corda.
Per il disco A
$Ma_A = Mg-T$
$TR = 1/2MR^2\alpha_A = 1/2MR(a_A-a_T)$
Per il disco B
$TR = 1/2MR^2\alpha_B = 1/2MRa_T$
Dalla 2° e dalla terza si ottiene $a_T=1/2a_A$
e quindi dalla 3°
$T=1/4 Ma_A$
e dalla 1°
$a_A=4/5 g$
Per il disco A
$Ma_A = Mg-T$
$TR = 1/2MR^2\alpha_A = 1/2MR(a_A-a_T)$
Per il disco B
$TR = 1/2MR^2\alpha_B = 1/2MRa_T$
Dalla 2° e dalla terza si ottiene $a_T=1/2a_A$
e quindi dalla 3°
$T=1/4 Ma_A$
e dalla 1°
$a_A=4/5 g$
io ho considerato i dischi non come punti materiali ma come corpi rigidi
applicherei il teorema dell'energia cinetica
quando il centro di massa di A scende di un tratto $y$,si ha
$Mgy=1/2Iomega^2+(1/2Iomega^2+1/2Mv^2)=Ifrac{v^2}{R^2}+1/2Mv^2$
derivando rispetto al tempo entrambi i membri si ha
$Mgv=I/R^2 2va+Mva$
cioè
$Mg=frac{2I}{R^2}a+Ma$
etc....
applicherei il teorema dell'energia cinetica
quando il centro di massa di A scende di un tratto $y$,si ha
$Mgy=1/2Iomega^2+(1/2Iomega^2+1/2Mv^2)=Ifrac{v^2}{R^2}+1/2Mv^2$
derivando rispetto al tempo entrambi i membri si ha
$Mgv=I/R^2 2va+Mva$
cioè
$Mg=frac{2I}{R^2}a+Ma$
etc....