Esercizio energia
$"Un pendolo che pesa 5 Kg collegato ad una corda di lunghezza 1,5m viene lasciato oscillare a partire"$
$ "da un angolo di 30°rispetto alla verticale.Nella posizione più in bassa esso assume come velocità 15 m/s;"$
$"quanto vale il lavoro compiuto dalle forze d'attrito?"$
Io ho prima trovato la forza parallela al piano che fa muovere il pendolo in orizzontale e lavorando con i seni e coseni ottengo $F= 21N$. Calcolo anche $s$ e ottengo $0,75m$. Ora per il teorema dell'energia cinetica so che il lavoro totale ($F-F_a$) è uguale alla variazione $1/2 mv^2$ dell'energia cinetica, e quindi poichè il lavoro svolto dalla forza d'attrito è resistente ottengo:
$F-F_a=1/2 mv^2 -> F_a=F-1/2mv^2 = 16N$.
Dunque il lavoro sarà $13N*0,75m=9J$ ma dovrebbe venire $4,2J$.
Idem per il seguente esercizio:
Una pallina viene lanciata obliquamente con velocità iniziale $v=35 m/s$. Dopo il volo e alcuni rimbalzi si ferma a $27m$ più in alto. Quanto vale il lavoro compiuto dalle forze d'attrito?
Anche qui non saprei come procede, quindi chiede almeno un aiuto per cominciare...
Grazie
$ "da un angolo di 30°rispetto alla verticale.Nella posizione più in bassa esso assume come velocità 15 m/s;"$
$"quanto vale il lavoro compiuto dalle forze d'attrito?"$
Io ho prima trovato la forza parallela al piano che fa muovere il pendolo in orizzontale e lavorando con i seni e coseni ottengo $F= 21N$. Calcolo anche $s$ e ottengo $0,75m$. Ora per il teorema dell'energia cinetica so che il lavoro totale ($F-F_a$) è uguale alla variazione $1/2 mv^2$ dell'energia cinetica, e quindi poichè il lavoro svolto dalla forza d'attrito è resistente ottengo:
$F-F_a=1/2 mv^2 -> F_a=F-1/2mv^2 = 16N$.
Dunque il lavoro sarà $13N*0,75m=9J$ ma dovrebbe venire $4,2J$.
Idem per il seguente esercizio:
Una pallina viene lanciata obliquamente con velocità iniziale $v=35 m/s$. Dopo il volo e alcuni rimbalzi si ferma a $27m$ più in alto. Quanto vale il lavoro compiuto dalle forze d'attrito?
Anche qui non saprei come procede, quindi chiede almeno un aiuto per cominciare...
Grazie
Risposte
La perdita di energia meccanica è dovuta al lavoro delle forze d'attrito.
Per il primo problema:
a) l'energia iniziale è solo potenziale gravitazionale
$U_i=mgh=mg(l-lcos theta)=mgl(1-cos theta)$;
b) l'energia nel punto più basso è solo cinetica
$K_\(f)=1/2mv^2$;
c) Il lavoro delle forze d'attrito è
$L=K_\(f)-U_i=1/2mv^2-mgl(1-cos theta)=m[1/2v^2-gl(1-cos theta)]$.
Per il primo problema:
a) l'energia iniziale è solo potenziale gravitazionale
$U_i=mgh=mg(l-lcos theta)=mgl(1-cos theta)$;
b) l'energia nel punto più basso è solo cinetica
$K_\(f)=1/2mv^2$;
c) Il lavoro delle forze d'attrito è
$L=K_\(f)-U_i=1/2mv^2-mgl(1-cos theta)=m[1/2v^2-gl(1-cos theta)]$.