Domanda su esercizio massa-molla + rotaia curva

Expboy
L'esercizio è il seguente:



Un corpo di massa m = 1 Kg si trova su un piano orizzontale e viene premuto contro una molla di costante elastica k=100 N/m accorciando la molla di un tratto x. In seguito alla spinta ricevuta dalla molla il corpo percorre un tratto su un piano orizzontale, costituito da una prima parte priva di attrito ed una seconda parte con coefficiente di attrito dinamico u=0.1 lungo L = 4 m. Al termine della parte di piano con attrito, il corpo prosegue percorrendo una superficie curva priva di attrito di raggio R = 1 m. Determinare la compressione della molla necessaria affinché il corpo si stacchi dalla superficie curva dopo aver percorso un angolo a=60°.





L'esercizio l'ho capito e lo so risolvere se non per un piccolo passaggio "fisico" che non riesco bene a comprendere: nella soluzione leggo questa frase:

La condizione di distacco del corpo si ottiene quando si annulla la reazione vincolare $ N $ normale alla rotaia. Pertanto, nel punto di distacco, l’equazione generale $ m*a = m*g + N $ diventa semplicemente $ m*a = m*g $.


Qualcuno me la può spiegare bene?

Chiedo il vostro aiuto per capire solo questa cosa e non voglio lo svolgimento dell'esercizio :-)

Grazie mille a chi mi risponderà!!!

Risposte
Davvi1
edit: Il corpo si stacca quando la sua forza centrifuga diventa maggiore della forza peso... adesso ti torna?

Expboy
Non mi è ancora chiaro...scusa ma la forza centripeta non è mica diretta verso il centro della circonferenza? Se la forza centripeta è maggiore della forza peso allora la massa non dovrebbe a maggior ragione rimanere "attaccata" alla guida?

Davvi1
Sì ho scritto centripeta anziché centrifuga, il nocciolo del problema comunque ti è chiaro?

Expboy
no...:( anche perchè la forza centrifuga è una forza apparente e non penso centri molto in questo discorso

Davvi1
Allora mettiamola così: il corpo si stacca quando la forza che lo mantiene in traiettoria (la componente radiale data dalla gravità) diventa minore della forza che tende ad allontanarlo (forza centrifuga)

mircoFN1
Io proverei a ragionare in modo un po' più fisico e meno astratto (lasciamo stare i nomi). Sei in grado di fare un schema del corpo di massa m in una generica posizione lungo la traiettoria (supposto che non se ne distacchi) e di calcolare e disegnare le forze su di esso agenti?

Expboy
Spero intendessi questo:



mircoFN1
la forza $N$ è una azione di contatto che la guida esercita sul corpo e ha effettivamente la direzione che tu hai indicato (perché la guida è senza attrito). In questo schema vi sono alcune cose che sai (il peso, la posizione, gli angoli, la velocità $v$, a causa della conservazione dell'energia, ma anche la componente radiale dell'accelerazione perché in un moto circolare con velocità periferica $v$ l'accelerazione radiale, o centripeta, vale....) e altre che non sai (la componente tangenziale della accelerazione e la forza N). Disponi però di due equazioni che derivano da $F=ma$ nelle due componenti.....

Trovato $N$ devi considerare che la rotaia non può impedire il distacco (il vincolo si dice per questo monolatero) per il tuo schema di sollecitazione è valido fino a che ....

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